«Когда для чтения или письма требуется сильный свет, поверх каркаса можно использовать белый шелк или бумагу, как это принято; но когда требуется, чтобы свет рассеивался по комнате, можно использовать стекло аналогичной формы, чтобы предотвратить воздействие на пламя любого движения воздуха в комнате. Если верхний круг абажура имеет диаметр четыре дюйма, вершина пламени будет находиться внутри него более половины времени полного сгорания свечи; поэтому абажур не потребуется регулировать для предотвращения повреждения шелка или чего-либо еще, используемого поверх каркаса, более одного раза за это время».
«Будучи сам очень не расположен к прерываниям, которые вызывает свеча в вертикальном положении, и которые, хотя и кратковременны, при некоторых обстоятельствах могут быть крайне досадными, я хочу распространить на других пользу, которую ценю довольно высоко».
Лорд Стэнхоуп [9] опубликовал простой метод изготовления свечей, который, по заявлению его светлости, превосходит обычно применяемый метод. Принципы, на которых основан этот процесс, следующие: во-первых, фитиль свечи должен содержать лишь три четверти обычного количества хлопчатобумажных нитей, если свеча восковая или спермацетовая, и лишь две трети обычного количества, если свеча сальная. Во-вторых, требуется, чтобы фитиль во всех случаях был совершенно свободен от влаги, что редко соблюдается при производстве свечей; и в-третьих, необходимо лишить фитиль восковых свечей всего воздуха, запутавшегося в его волокнах, и это можно удобно сделать, прокипятив его в расплавленном воске, пока на поверхности жидкости не перестанут появляться пузырьки воздуха или пена.
[9] Repository of Arts, том I, стр. 86.
Если соблюдать эти условия, три свечи любого размера, приготовленные таким образом, горят так же долго, как четыре свечи того же размера, изготовленные обычным способом. Свет, который они дают, лучше и ровнее, чем свет обычных свечей; и, наконец, свечи, изготовленные таким образом, будь то из воска, спермацета или сала, не требуют такой частой подрезки. Кроме всего этого, они гораздо меньше коптят и, следовательно, лучше подходят для письма, чтения, работы и рисования, чем свечи, изготовленные обычным методом.
Следующие наблюдения позволят любому человеку, желающему попробовать свечи, изготовленные по плану лорда Стэнхоупа, убедиться в реальной ценности усовершенствований, предложенных его светлостью. Они также показывают результат некоторых экспериментов, проведенных для определения расходов на сжигание масла в лампах с фитилями различных размеров.
Коническая лампа с восемью хлопчатобумажными нитями потребляет за один час 225/1000 унции спермацетового масла: при цене шесть шиллингов за галлон расходы на горение в течение двенадцати часов составляют 13,71 фартинга.
При семи шиллингах это 15,995 фартинга.
При восьми шиллингах это 18,280 фартинга.
Примечание: Это дает такой же хороший свет, как сальные свечи весом восемь и десять штук на фунт. Эта лампа редко требует подрезки и дает ровный и сильный свет.
Коническая, комнатная или ночная лампа с четырьмя обычными хлопчатобумажными нитями в фитиле потребляет 1,664 унции спермацетового масла в час: при цене масла семь шиллингов за галлон расходы на горение в течение двенадцати часов составляют 7,02 фартинга.
При восьми шиллингах это 8,022 фартинга.
При девяти шиллингах это 9,024 фартинга.
ТАБЛИЦА,
Представляющая серию экспериментов, проведенных с целью определения реальных и сравнительных расходов на сжигание свечей различных видов и размеров.
Number of
candles
in one
pound. Weight
of one
candle. Time
one
candle
lasted. The time
that
one pound
will last. The expence in twelve hours
when candles are at 12s.
per dozen, which also shews
the proportion of expence
at any price, per dozen.
Oz. Dr. Hr. Min. Hr. Min. Farthings and
hundredth parts.
A small
wick.
A large
wick. 18 3⁄4 0 14 3 15 59 26 9 .70
19 0 13 1⁄2 2 40 50 34 11 .40
16 1⁄2 0 15 1⁄2 2 40 44 2 13 .08
12 1 5 1⁄4 3 27 41 24 13 .92
10 3⁄4 1 8 3 36 38 24 15 .00
7 3⁄4 2 1 4 9 32 12 17 .88
8 2 0 4 15 34 0 16 .94
5 3⁄4 2 13 5 19 30 15 19 .06
Mould
candles. Moulds at 14d.
per dozen.
Each.
With
wax’d
wick. 3 7⁄8 2 12 7 20 42 39 15 .74
4 4 0 9 3 36 20 18 .56
3 5 2 3⁄4 17 30 52 30 16 .825
Время, в течение которого горела каждая свеча, было взято как среднее значение нескольких испытаний для каждого размера.
Доктором Франклином было высказано предположение, что пламя двух соединенных свечей дает гораздо более сильный свет, чем обе они по отдельности. То же самое, как заметил мистер Уоррен, происходит и с пламенем газовых горелок, которые при объединении дают гораздо более сильный свет, чем в раздельном состоянии.
Действительно, во всех случаях, когда пламя для получения света располагается близко друг к другу, всегда полезно максимально сохранять тепло пламени. Один из самых простых способов сделать это — несомненно, размещение нескольких пламен вместе и как можно ближе друг к другу, не касаясь, чтобы они могли взаимно прикрывать и защищать друг друга от мощного охлаждающего воздействия окружающих холодных тел. Этот принцип сейчас используется в Ливерпульской лампе, которая работает за счет нескольких плоских или ленточных фитилей, расположенных в форме цилиндра. Осветительная способность этой лампы превосходит по эффективности и экономичнее любой другой используемой лампы — а поскольку пламя совершенно прозрачно для света другого пламени, проходящего сквозь него, нет опасности потери света из-за того, что пламена перекрывают друг друга.
ЧАСТЬ II.
ГАЗОВОЕ ОСВЕЩЕНИЕ.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ.
Новое искусство получения искусственного света, которое заключается в сжигании газообразной жидкости, получаемой путем дистилляции из обычного каменного угля, в последнее время привлекло внимание общественности под названием «газовое освещение».
Поощрение, которое в течение последних нескольких лет законодательная власть оказывала этой системе освещения, побудило некоторых лиц применять свет угольного газа для освещения улиц, домов, дорог и общественных зданий. И достаточно известно, что была создана компания по хартии под названием «Gas Light and Coke Company» для применения этого нового искусства получения света в качестве эксперимента в больших масштабах при освещении улиц метрополии. [10]
[10] Акт о предоставлении определенных полномочий и прав компании, которая будет создана по хартии под названием «Gas Light and Coke Company», для производства воспламеняющегося воздуха для освещения улиц метрополии и т. д. — Сессия 1810 г., 50-й год правления Георга III.
Полномочия и права, предоставленные этому корпоративному органу, весьма ограничены и умеренны. Лица, составляющие его, не имеют исключительных привилегий; их хартия не препятствует другим лицам вступать с ними в конкуренцию. Их деятельность ограничена метрополией, где они обязаны обеспечивать не только более сильный и лучший свет для тех улиц и приходов, которые пожелают освещаться газом, но и по более низкой цене, чем та, что будет платиться за освещение указанных улиц маслом обычным способом. Корпорации не разрешается торговать оборудованием для производства или подачи газа в частные дома, их капитал или совместный фонд ограничен 200 000 фунтов стерлингов, и Его Величество имеет право объявить хартию газового освещения недействительной, если компания не выполнит ее условия.
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ УГЛЯ В ПОЯСНЕНИЕ ПРИРОДЫ И ПРОИЗВОДСТВА ГАЗОВОГО СВЕТА.
Каменный уголь существует на этом острове в пластах, которые, насколько это касается многих сотен поколений после нас, можно назвать неисчерпаемыми; и он настолько прекрасно приспособлен как для бытовых целей, так и для нужд искусств, что по праву считается важнейшей составляющей нашего национального богатства. Как и все другие битуминозные вещества, он состоит из твердой углеродистой основы или битума, соединенного с тем или иным количеством землистых и солевых веществ, составляющих золу, остающуюся после сгорания этого вещества. Пропорции этих частей значительно различаются в разных видах угля; и в зависимости от преобладания одной или другой из них уголь является более или менее горючим и обладает характеристиками совершенного каменного угля; и через различные оттенки переходит от наиболее воспламеняющегося кэнельского угля в антрацит, килкеннийский или каменный уголь; и, наконец, в разновидности землистых или каменистых веществ, которые, хотя и являются горючими, не заслуживают названия угля.
Каждый знает, что когда каменный уголь горит в наших каминах, от него исходит более или менее светящееся пламя, и что они часто испускают красивые потоки пламени, удивительно яркие. Но помимо пламени, которое представляет собой особый газ в состоянии горения, тепло выделяет из угля водный пар, насыщенный несколькими видами аммиачных солей, густую вязкую жидкость, напоминающую деготь, и некоторые газы, не являющиеся горючими. Следствием этого является то, что пламя угольного огня постоянно колеблется и меняется как по форме, так и по яркости и цвету, так что то, что в один момент давало красивый яркий свет, в следующий, возможно, заслоняется потоком густого дыма.
Но если уголь, вместо того чтобы позволить ему гореть таким образом, подвергнуть дистилляции в закрытых сосудах, все его непосредственные составные части могут быть собраны. Битуминозная часть вытапливается в виде дегтя. В то же время выделяется большое количество водной жидкости, загрязненной порцией масла и различными аммиачными солями. Появляется большое количество карбюрированного водорода и других негорючих газов, а твердая основа угля остается в дистилляционном аппарате в виде углеродистого вещества, называемого коксом.
Все эти продукты могут быть отдельно собраны в разных сосудах. Карбюрированный водород, или угольный газ, может быть очищен от негорючих газов, а затем под давлением направлен из небольших отверстий, которые при зажигании могут служить пламенем свечи для освещения комнаты или любого другого места. Именно так из каменного угля, природного продукта этой страны, мы можем получить чистый, долговечный и обильный свет, который в других случаях должен был бы добываться из дорогих материалов, частично импортируемых из-за границы.
Именно на возможности удобного и дешевого сбора продуктов, даваемых углем, основывают свои претензии на общественную поддержку сторонники газового освещения. Они полагают, что пламя, которое дает каменный уголь при нынешнем способе его сжигания, используется с очень малой выгодой: оно не только ограничено одним местом, где красный жар нужнее, чем яркое пламя, но и заслоняется, а иногда и полностью подавляется количеством негорючих материалов, которые поднимаются вместе с ним и загрязняют атмосферу.
То, что таким образом теряется много горючего вещества, очевидно из фактов, которые мы наблюдаем ежедневно. Мы часто видим, как пламя внезапно вырывается из густейшего дыма и так же внезапно исчезает; и если поднести огонь к маленьким струйкам, исходящим из битуминозных частей угля, они загорятся и будут гореть ярким пламенем. Значительное количество газообразной жидкости, способной давать свет и тепло, постоянно улетучивается в дымоход, в то время как другая часть время от времени воспламеняется и демонстрирует явления пламени и света огня.
Теория производства газового света, следовательно, аналогична действию лампы или свечи. Фитиль свечи, будучи окруженным пламенем, находится в том же положении, что и каменный уголь, подвергающийся дистилляции. Задача фитиля заключается главным образом в том, чтобы доставлять жир посредством капиллярного притяжения к месту горения. По мере того как он разлагается на газ карбюрированного водорода, он сгорает и улетает, на его место поступает новая порция; и таким образом осуществляется непрерывный поток жира и поддержание пламени. См. стр. 15.
Сжигание масла с помощью лампы зависит от схожих обстоятельств. Трубки, образованные фитилем, выполняют ту же функцию, что и реторта, помещенная в нагретую печь, через которую передается горючая жидкость. Масло втягивается в эти зажженные трубки и разлагается на газ карбюрированного водорода, и от сгорания этого газа происходит освещение. См. стр. 15. Что же тогда пытается сделать система газового освещения? Ничего больше, как генерировать с помощью достаточных печей и резервуара достаточной емкости желаемые количества газа, который является тем же материалом пламени свечей или ламп; а затем, пропуская его по трубам на любое желаемое расстояние, демонстрировать его там у отверстий проводящих трубок, чтобы его можно было зажечь для любой желаемой цели. Единственная разница между этим процессом и процессом обычной свечи или лампы заключается в том, что печь находится на мануфактуре, а не в фитиле свечи или лампы — в том, что горючий материал дистиллируется на станции, а не демонстрируется в виде масла, воска или сала, а затем в передаче газа на любое требуемое расстояние и его зажигании у отверстия проводящей трубы, а не у вершины фитиля. Принцип рационален и оправдан универсальным способом, которым производится весь свет. Действительно, это открытие относится к числу многочисленных недавних применений химической науки к целям жизни, которые обещают быть наиболее полезными в общем плане.
Из приведенного здесь обзора производства и применения угольного газа очевидно, что все возможности каменного угля еще не исчерпаны; достаточно будет заметить, что полный анализ угля, который до сих пор ограничивался лабораторией химика, требующий навыка и точности от оператора и сопровождающийся большими хлопотами и расходами, теперь настолько упрощен, что многие чалдроны угля могут быть разложены одним аппаратом газового освещения в течение шести часов, а все составные части получены в их наиболее полезном виде при расходах, несоизмеримо меньших стоимости продуктов.
ОЧЕРК ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ОТКРЫТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ УГОЛЬНОГО ГАЗА В КАЧЕСТВЕ ЗАМЕНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА.
Чтобы помочь читателю понять природу и цель замены сала или масла угольным газом с целью получения света, уместно будет слегка коснуться последовательных открытий, которые были сделаны в отношении разложения угля и применения его различных ингредиентов. Такой очерк добавит к многочисленным примерам, встречающимся в истории науки и искусства, показывающим медленный прогресс человечества в следовании известным принципам или извлечении из признанных фактов всех возможных преимуществ.
В «Философских трудах» Королевского общества, том XLI, еще в 1739 году записана статья, представляющая отчет о некоторых экспериментах, проведенных доктором Джеймсом Клейтоном, из которых следует, что воспламеняющаяся природа угольного газа была известна уже тогда. Доктор Клейтон, перегнав ньюкаслский уголь, получил в качестве продуктов процесса водную жидкость, черное масло и воспламеняющийся газ, который он ловил в мочевые пузыри, и, прокалывая их, он мог воспламенять газ по своему желанию.
Далее известно, что в начале прошлого века доктор Хейлс [11], подвергая каменный уголь химическому исследованию, обнаружил, что во время воспламенения этого ископаемого в закрытых сосудах почти одна треть угля улетучивалась в виде воспламеняющегося пара. Следовательно, открытие воспламеняющейся природы угольного газа больше не может быть приписано кому-либо из ныне живущих.
[11] Vegetab. Statics, том I.
В 1767 году епископ Лландаффа [12] исследовал природу пара и газообразных продуктов, выделяющихся при дистилляции каменного угля. Этот ученый философ заметил, что летучий продукт не только воспламеняется, выходя из дистилляционного сосуда, но и сохраняет свою воспламеняемость после того, как его пропустили через воду и дали подняться через две высокие изогнутые трубки. Твердыми веществами, полученными этим почтенным прелатом, были: водная аммиачная жидкость, вязкое масло, напоминающее деготь, аммиачный щелок и губчатый уголь, или кокс.
[12] Watson’s Chemical Essays, том II.
Первое открытие и применение использования угольного газа для целей освещения приписывается мистеру Мердоку.
Доктор У. Генри из Манчестера опубликовал следующий отчет [13] об этом открытии.
[13] Thompson’s System of Chemistry, том I, стр. 52.
«В 1792 году, в то время, когда мистер Мердок проживал в Редруте, в Корнуолле, он начал серию экспериментов по количеству и качеству газов, содержащихся в различных веществах. В ходе них он заметил, что газ, полученный путем дистилляции из угля, торфа, дерева и других горючих веществ, горел с большим блеском при поджигании; и ему пришло в голову, что, удерживая его и направляя через трубки, его можно использовать в качестве экономичного заменителя ламп и свечей. Дистилляция проводилась в железных ретортах, а газ направлялся через луженые железные и медные трубки на расстояние 70 футов. В этом конце, а также в промежуточных точках, газ поджигался, проходя через отверстия различных диаметров и форм, специально варьируемых с целью выяснения того, какие из них подойдут лучше всего. В некоторых газ выходил через множество маленьких отверстий, как головка лейки; в других он выбрасывался тонкими длинными листами; а в третьих — круговыми, по принципу лампы Арганда. Мешки из кожи и лакированного шелка, мочевые пузыри и сосуды из луженого железа наполнялись газом, который поджигался и переносился из комнаты в комнату с целью выяснения того, насколько он может служить целям подвижного или переносного света. Также были проведены испытания различных количеств и качеств газа, производимого углем различных описаний, таким как суонсийский, хаверфордуэстский, ньюкаслский, шропширский, стаффордширский и некоторые виды шотландских углей».
«Постоянные занятия мистера Мердока не позволяли ему уделять больше внимания этому предмету в то время; но он снова воспользовался моментом досуга, чтобы повторить свои эксперименты с углем и торфом в Олд-Камноке, в Эйршире, в 1797 году; и уместно заметить, что как эти, так и предыдущие эксперименты демонстрировались многочисленным зрителям, которые, если необходимо, могут их подтвердить. В 1798 году он сконструировал аппарат в Сохо-Фундри, который применялся в течение многих последующих ночей для освещения здания; когда эксперименты с различными отверстиями были повторены и расширены в больших масштабах. Также практиковались различные методы промывки и очистки воздуха, чтобы избавиться от дыма и запаха. Эти эксперименты продолжались с периодическими перерывами до эпохи мира весной 1802 года, когда освещение мануфактуры Сохо дало возможность сделать публичную демонстрацию новых огней; и они стали главной особенностью этой выставки».