ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

СТАРЫЕ И НОВЫЕ.

О

ПРОГРЕССЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВОГО ОСВЕЩЕНИЯ;

ВКЛЮЧАЯ ИЗЛОЖЕНИЕ

ТЕОРИИ

СВЕТЯЩЕГОСЯ ГОРЕНИЯ.

АВТОР:

«ОУЭН МЕРРИМАН».

Перепечатано из Journal of Gas Lighting.

Лондон: УОЛТЕР КИНГ, 11, БОЛТ-КОРТ, ФЛИТ-СТРИТ, И. К.

1884.

У. КИНГ И СЕЛЛ, ПЕЧАТНИКИ, 12, ГОФ-СКВЕР, ФЛИТ-СТРИТ, ЛОНДОН.

ПРЕДИСЛОВИЕ.

Небольшая работа, представленная здесь вниманию публики, первоначально появилась на страницах Journal of Gas Lighting. В надежде, что она сможет послужить более широкому кругу читателей, текст был переработан и представлен в настоящем виде. Цель автора будет достигнута, если эта книга поможет хотя бы в некоторой степени уменьшить подозрительность и предубеждения (порожденные невежеством), которые, увы, все еще преобладают в отношении газа и газового освещения.

СОДЕРЖАНИЕ.

| PAGE
Introduction | 9
The First Gas-Burner | 13
The Batswing Burner | 15
The Union-Jet or Fishtail Burner | 17
How Light is Produced from Coal Gas | 20
Improvements in Flat-Flame Burners | 25
Brönner's Burners | 31
The Hollow-Top Burner | 35
Bray's Burners | 38
Argand Burners | 44
Sugg's Argands | 48
The Douglass Burner | 52
Governor Burners | 55
Regenerative Burners | 61
Incandescent Burners | 73
Conclusion | 79

ГЛАВА I.

Тема газовых горелок и получения света из светильного газа представляет значительный интерес как для потребителей, так и для производителей газа. Когда становится известно, что одна горелка может давать вдвое больше света, чем другая, при одинаковом расходе газа — при том, что первоначальная стоимость первой не выше, чем второй, — ее важность для потребителя вряд ли будет оспариваться. Потребителю газа очевидно важно знать, как наиболее эффективно и экономично использовать осветительную способность поставляемого ему газа и, таким образом, получать максимальную отдачу в виде освещения за затраченные деньги. Не столь очевидно отношение этого вопроса к производителю. Человеку, совершенно не знакомому с недавней историей газового освещения и не знающему политики, которая привела наиболее процветающие газовые предприятия к успеху, может показаться, что производитель газа не слишком обеспокоен использованием поставляемого им товара. Такой человек мог бы с некоторой долей логики утверждать, что единственное дело производителя газа — это его производство; что после обеспечения в подводящей трубе потребителя полной и непрерывной подачи газа оговоренного качества его забота заканчивается; и что в дальнейшем использование и управление осветительным прибором ложится на самого потребителя. Но любой, кто хоть сколько-нибудь знаком с этим предметом, легко согласится, что интерес производителя газа в этом деле уступает лишь интересу потребителя. В газовой промышленности, как и в любом другом коммерческом предприятии, дело процветает или приходит в упадок в зависимости от того, учитываются или игнорируются интересы клиентов. Это было убедительно продемонстрировано в истории многих газовых предприятий. До тех пор, пока их управление осуществлялось исключительно с эгоистичным вниманием только к своим внутренним делам — с полным безразличием или беспечной апатией к нуждам потребителей, — их деятельность была отмечена трудностями и затруднениями. Однако как только требования потребителей были признаны и были предприняты усилия для продвижения их интересов, перспективы предприятия стали более радужными; и, придерживаясь той же линии поведения и расширяя ее, цель коммерческого процветания была в конечном итоге достигнута.

Поскольку данная тема имеет столь огромное значение для потребителей газа, а интересы потребителя тесно переплетены с интересами производителя, крайне желательно, чтобы правильное понимание принципов экономичного потребления газа и степени применения этих принципов в различных горелках, которые время от времени изобретались, получило более широкое распространение. Поэтому не требуется никаких дальнейших извинений при представлении читателю следующего исследования о газовых горелках. Однако мне было бы полезно вкратце изложить в начале, каковы мои цели и каковы главные соображения, побудившие меня написать этот трактат.

Итак, я намерен рассказать о прогрессе, достигнутом в аппаратах для получения света из светильного газа; поведать о том, как грубые и несовершенные устройства ранних изобретателей постепенно совершенствовались; и, не игнорируя недостатки, связанные с недавно изобретенными горелками, или дефекты, присущие их конструкции, показать на примере превосходных достижений этих горелок, насколько большой шаг вперед был сделан по сравнению с аппаратами, использовавшимися ранее. Также я постараюсь разъяснить малопонятное явление производства света при горении светильного газа и показать, в какой степени развиваемая осветительная способность зависит от используемой горелки. То, что существует потребность в такой информации, которую я намерен предоставить, должно быть достаточно очевидно любому, кто задумывался о расточительстве газа, происходящем из-за незнания законов его горения и использования дефектных горелок. В отчете, представленном Торговому совету Лондонскими газовыми рефери в 1871 году, было указано, что было протестировано множество горелок, взятых из различных коммерческих предприятий в столице; большая часть из них давала лишь половину, а некоторые — не более четверти осветительной способности, которую можно было получить из газа. Хотя с момента написания того отчета был достигнут значительный прогресс в конструкции горелок и более широком внедрении эффективных горелок общественностью, многое еще предстоит сделать. Несомненно, было бы справедливо утверждать, что полностью одну пятую часть газа, потребляемого населением, можно было бы сэкономить за счет внедрения лучших горелок и соблюдения условий, необходимых для их удовлетворительной работы; и если принять во внимание, что плата за газ в Соединенном Королевстве составляет сумму, безусловно, не менее 9 000 000 фунтов стерлингов в год, то экономия, которая могла бы быть достигнута, приобретает поистине огромные масштабы.

Область, в которую я намерен вступить, вряд ли можно назвать уже занятой. Нигде, насколько мне известно, тема газовых горелок не освещена полностью в форме, доступной для широкого читателя. За исключением замечательной главы, написанной г-ном Р. Х. Паттерсоном для «Трактата о светильном газе» Кинга, я не знаю, чтобы эта тема была сколько-нибудь полно рассмотрена недавними авторами. Но, несмотря на всю замечательность этого вклада в литературу по предмету, будучи написанным для технических специалистов, он не является ни настолько популярным по стилю, ни настолько элементарным по характеру, чтобы выполнить цель, которую я преследую при написании настоящей серии статей. Кратко говоря, моя единственная цель — сделать тему горения газа для производства света понятной для самого простого читателя; и представить интересный отчет о прогрессе изобретений в совершенствовании газовых горелок. Лишь вскользь упоминая многие модификации аппаратов, которые имели лишь ограниченное или временное применение, я не постесняюсь подробно остановиться на тех горелках, которые многое сделали для расширения газового освещения или конструкция которых демонстрирует значительный прогресс по сравнению с предыдущими достижениями. И хотя я буду стремиться облечь свои замечания в такой язык, который будет «понятен народу», говоря о теории горения, я надеюсь быть достаточно ясным, чтобы позволить моим читателям сформировать четкое представление о научных принципах, лежащих в основе явлений, которые я рассматриваю.

Дополнительное оправдание — если бы таковое вообще требовалось — для появления этого трактата можно найти в замечательном импульсе, который был дан в последние годы совершенствованию деталей производства газа и улучшению газовых горелок. Конечно, я имею в виду благотворные последствия для газовой промышленности, которые последовали за короткой, хотя и заметной карьерой электричества как осветительного агента. То, что интерес к улучшенному освещению, пробужденный недолговечной популярностью электрического света и экстравагантными заявлениями, выдвигаемыми от его имени, стимулировал развитие ресурсов газового освещения, достаточно очевидно даже самому поверхностному наблюдателю. И не только производитель газа получил выгоду, но и публика извлекла немалую пользу. В настоящее время газ продается по гораздо более дешевой цене, а также более высокого качества, чем в любой предыдущий период. И появление дешевого газа — не единственное направление, в котором выиграла публика. Хотя это не столь очевидно для большинства, улучшения, которые были достигнуты в методах сжигания газа, чтобы получить максимальную выгоду от его использования, рассчитаны на то, чтобы принести выгоды, столь же реальные и не менее ценные. Едва ли будет преувеличением сказать, что последние несколько лет стали свидетелями большего прогресса в аппаратах, используемых при сжигании газа, чем было достигнуто за всю предыдущую историю газового освещения. Раз это так, может быть, не будет неуместным, если я попытаюсь рассмотреть некоторые из различных горелок, которые были изобретены и использовались для получения света из светильного газа; показывая последовательные улучшения, которые проявляются в их конструкции, и степень, в которой они применяют принципы горения. Возможно, то, что я расскажу, пробудит в некоторых умах осознание того, что газовое освещение не совсем ушло в безвестность с приходом электричества — напротив, оно даже приняло более смелый вид; и, обладая возросшими ресурсами и притоком сил, готово твердо поддерживать свою позицию как наиболее удобного, экономичного и надежного из искусственных осветителей.

ГЛАВА II.

ПЕРВАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА.

Первая газовая горелка была очень простым и непритязательным приспособлением. В одной из самых ранних работ по газовому освещению [1] мы читаем: «На концах труб имеются небольшие отверстия, из которых выходит газ; и струи газа, будучи зажженными у этих отверстий, горят ясным и ровным пламенем до тех пор, пока продолжается подача газа». Привычное для нас, и из-за своей привычности незамечаемое, явление, представленное пламенем, которое продолжает гореть «до тех пор, пока продолжается подача газа», было, несомненно, для первых экспериментаторов удивительным зрелищем. Хотя мы можем улыбнуться этому вопросу, нетрудно понять недоверие достопочтенного члена парламента, который, когда Мёрдок давал показания перед комитетом Палаты общин в 1809 году, спросил свидетеля: «Вы хотите сказать нам, что можно иметь свет без фитиля?». «Да, действительно», — ответил Мёрдок. «Ах, мой друг, — ответил член парламента, — вы пытаетесь доказать слишком много».

Было вполне естественно, учитывая, что масляные лампы и свечи были единственными формами искусственного освещения, использовавшимися до внедрения газового освещения, что самые ранние попытки освещения газом должны были быть подражанием эффектам, производимым этими средствами. Соответственно, мы обнаруживаем, что одной из первых использованных газовых горелок была горелка Арганда, смоделированная по образцу масляной лампы того же названия, которая, как было установлено, дает превосходные результаты; в то время как в более широком употреблении, и некоторое время почти единственным доступным аппаратом, были одиночные струи, дающие пламя, похожее по виду на пламя обычной свечи, вместе с различными комбинациями этих струй. Справедливое представление о способе освещения, практиковавшемся в самый ранний период газового освещения, можно почерпнуть из следующей выдержки из статьи, описывающей освещение хлопчатобумажной фабрики г-д Филлипса и Ли в Манчестере, прочитанной перед Королевским обществом в 1808 году г-ном Уильямом Мёрдоком:—

Газовые горелки бывают двух видов. Одна основана на принципе лампы Арганда и напоминает ее по внешнему виду; другая представляет собой небольшую изогнутую трубку с коническим концом, имеющую три круговых отверстия или перфорации диаметром около 1/30 дюйма, одно на острие конуса и два боковых, через которые выходит газ, образуя три расходящиеся струи пламени, несколько похожие на геральдическую лилию. Форма и общий вид этой трубки заслужили у рабочих название горелки типа «петушиная шпора».

Рис. 1.—Ранние газовые горелки. (Из «Трактата о газовых огнях» Аккума.)

И до 1816 года в этих устройствах не было сделано большого прогресса, судя по «Трактату» Аккума (упомянутому ранее), как покажет приведенная ниже выдержка из этой работы вместе с вышеуказанными иллюстрациями:—

Горелки формируются различными способами — либо трубка, заканчивающаяся простым отверстием, из которого газ выходит струей, и если его однажды зажечь, он будет продолжать гореть с самым ровным и правильным светом, какой только можно вообразить, до тех пор, пока подается газ; либо две концентрические трубки из латуни или листового железа помещаются на расстоянии небольшой доли дюйма друг от друга и закрываются снизу. Газ, который входит между этими цилиндрами, при зажигании образует лампу Арганда, которая снабжается внутренним и внешним током воздуха обычным образом. Либо две концентрические трубки закрываются сверху кольцом, имеющим небольшие перфорации, из которых может выходить газ; таким образом образуя небольшие отдельные потоки света.

Интересно, ввиду нынешнего спроса на повышенное освещение и горелки высокой осветительной способности, отметить количество света, производимого горелками, использовавшимися в то время. В статье г-на Мёрдока мы находим утверждение, что каждая из горелок Арганда, использовавшихся на предприятии г-д Филлипса и Ли, давала «свет, равный свету 4 свечей (литых свечей по 6 штук на фунт)»; а каждая из «петушиных шпор» — «свет, равный 2 1/4 таких же свечей». Из этих скудных результатов мы заключаем, что, помимо того, что газ сжигался невежественным и расточительным образом, потребляемый газ был прискорбно недостаточен по осветительной способности.

ГОРЕЛКА ТИПА «КРЫЛО ЛЕТУЧЕЙ МЫШИ».

Кто изобрел горелку типа «крыло летучей мыши»? Значительный прогресс был достигнут, когда была изобретена горелка типа «крыло летучей мыши». Кому мы обязаны этим изобретением, кажется, вызывает некоторые сомнения. Хотя Клегг в историческом введении к своей ценной работе [2] очень четко говорит, что «горелка типа «крыло летучей мыши» была введена г-ном Стоуном, умным рабочим, нанятым г-ном Уинзором», она даже не упоминается Аккумом, даже в третьем издании его «Трактата»; а Аккум, можно заметить, некоторое время был тесно связан с Уинзором в продвижении амбициозных и провидческих схем последнего. Тем не менее, если утверждение Клегга верно, оно почти фиксирует дату введения этой горелки как до 1816 года. Но кому бы ни принадлежала заслуга ее изобретения, несомненно то, что горелка типа «крыло летучей мыши» была значительным улучшением по сравнению со старой «петушиной шпорой». Производя лучший свет при том же расходе газа, она помогла еще больше продемонстрировать превосходство газового освещения над другими методами освещения; и поскольку ее можно было поставлять по ничтожной цене и она не содержала деликатно настроенных или легко повреждаемых частей, она позволила распространить преимущества нового метода освещения везде, где требовался искусственный свет.

Рис. 2.—Горелка типа «крыло летучей мыши».

Из горелок типа «петушиная шпора» и одиночных струй газ поднимался потоками, поднимаясь в воздух, пока не вступал в контакт с достаточным количеством кислорода для его полного сгорания. Чтобы это происходило без создания пламени чрезмерной длины и без большого количества дыма, отверстия были ограничены очень малым размером; и газ, выходящий из них под значительным давлением, стремился втянуть и смешаться с воздухом на своем пути. Помимо потери осветительной способности, вызванной этой смесью воздуха с газовым пламенем (подобно тому, что происходит в горелке Бунзена), охлаждающее влияние на небольшое тело пламени массы металла, составляющего горелку, действовало еще больше, уменьшая количество света, которое газ был рассчитан давать. С горелкой типа «крыло летучей мыши» газ распределялся, создавая при зажигании тонкий лист пламени, благодаря чему газ мог легче соединяться с воздухом, необходимым для осуществления полного сгорания. Размер пламени был по сравнению с размером «петушиной шпоры» настолько больше пропорционально металлической горелке, что охлаждающий эффект последней был не столь заметен. Увеличенный размер пламени также сам по себе способствовал улучшению осветительной способности; каждая часть пламени способствовала повышению и поддержанию температуры всего пламени и, таким образом, к усилению интенсивности накаливания, до которой доводились светоизлучающие частицы.

Даже с горелками Арганда того времени «крыло летучей мыши» сравнивалось неплохо. Первая горелка, имея регулировку подачи воздуха под полным контролем, дает наилучшие результаты, когда газ подается к ней под низким давлением; так как тогда необходимое количество воздуха для обеспечения полного сгорания газа может быть деликатно отрегулировано с помощью дымохода соответствующей длины. Когда газ и воздух были точно отрегулированы друг к другу, пламя становится чрезвычайно чувствительным к любому изменению давления в подаче газа; уменьшение подачи, за счет уменьшения количества газа, выходящего из горелки, без одновременного пропорционального уменьшения подачи воздуха, имеет тенденцию разрушать осветительную способность из-за охлаждающего действия избыточного воздуха; в то время как повышенное давление, позволяя выходить большему количеству газа, чем воздух может потребить, заставляет пламя дымить. Но во время, к которому я сейчас отношусь, принципы горения были мало понятны, еще меньше применялись в конструкции горелок. Кроме того, давление газа в магистралях было чрезмерным; и поскольку не было принято никакого метода контроля его у горелки, конструкция хорошей горелки Арганда была при данных обстоятельствах почти невозможной. Горелка типа «крыло летучей мыши» не была так пагубно затронута избыточным давлением. Давление в некоторой степени, действительно, требовалось, чтобы позволить пламени достичь своей нормальной формы; в то время как любой избыток проталкивал газ через пламя, не позволяя ему нагреться до накаливания перед сгоранием, и, хотя это требовало потери света, не вызывало неудобств, подобных дымящему пламени. Еще одним важным преимуществом, которое «крыло летучей мыши» имело перед горелкой Арганда, была простота конструкции; и отсутствие аксессуаров, таких как стеклянный дымоход — избавляющее от чистки и внимания, которые требовала последняя. Если бы преимущества газового освещения зависели от использования аппарата столь хрупкого и требующего столько заботы и внимания, как Арганд, диапазон его применимости должен был бы быть значительно ограничен, а его перспективы коммерческого успеха — гораздо менее обеспечены. Однако введение серии дешевых, но эффективных горелок изменило условия газового освещения и ознаменовало начало новой эры в искусственном освещении. Возможность получения с помощью горелки, столь простой и на вид незначительной, как «крыло летучей мыши», результатов, мало чем, если вообще, уступающих тем, что можно было получить с помощью использования самых сложных и дорогих, была выгодна как потребителю, так и производителю газа. Первому она давала преимущества повышенного освещения, не требуя никаких соответствующих затрат; второму она обещала растущее расширение использования светильного газа и, таким образом, обеспечивала самую верную гарантию будущего прогресса и процветания.

ГОРЕЛКА ТИПА «РЫБИЙ ХВОСТ».

Горелка типа «крыло летучей мыши» была в широком использовании в течение нескольких лет, прежде чем была произведена горелка, достойная в какой-либо степени сравниться с ней в отношении простоты и эффективности. Изобретение горелки типа «рыбий хвост» предоставило конкурента столь же простого; мало, если вообще, уступающего в отношении эффективности; и, в некоторой степени, превосходящего предыдущую горелку в общей адаптируемости. Хотя она так сильно отставала по времени, новая горелка быстро соперничала со старой «крылом летучей мыши» в популярности; и в своих различных модификациях и улучшениях можно сказать, без страха противоречия, что она получила более широкое применение, чем любая другая газовая горелка. Как и в случае с «крылом летучей мыши», так и в отношении этой горелки: записано мало деталей ее изобретения. Но, несмотря на скудность доступной информации, та, что у нас есть, более удовлетворительна и более аутентична, чем скудное замечание Клегга, которое — все, что известно об изобретении предыдущей горелки. По-видимому, установлено вне всякого сомнения, что горелка типа «рыбий хвост» является совместным изобретением г-на Джеймса Б. Нилсона, изобретателя горячего дутья, и г-на Джеймса Милна из Глазго, основателя инженерной фирмы Milne and Son. Около 1820 года или вскоре после него (так как в том году г-н Нилсон был назначен управляющим газового завода в Глазго) эти джентльмены экспериментировали с газовыми горелками, когда обнаружили, что, позволяя двум струям газа одинакового размера сталкиваться друг с другом под определенным углом, получается плоское пламя с увеличенным светом. Это было происхождение «рыбьего хвоста»; так названного из-за способа, которым производится пламя. Сначала для двух струй использовались отдельные ниппели; но очень скоро г-н Милн пришел к идее просверливания двух отверстий под нужным углом в одном и том же ниппеле. Таким образом, с небольшими модификациями, горелка продолжала конструироваться вплоть до сегодняшнего дня.

Рис. 3.—Горелка типа «рыбий хвост».

Объяснение предпочтения, отдаваемого этой горелке перед ее предшественницей, «крылом летучей мыши», следует искать, я думаю, главным образом в очень разных формах соответствующих пламен, производимых двумя горелками. «Крыло летучей мыши» в своей первоначальной форме производило пламя большой ширины, но без соответствующей высоты. Края пламени, простирающиеся от горелки так далеко в обе стороны, легко подвергались воздействию агитации или волнения в окружающем воздухе; легкий сквозняк или поток воздуха заставляли пламя дымить в этих точках. Чрезмерная ширина пламени также препятствовала использованию этой горелки в плафонах. Пламя, производимое горелкой типа «рыбий хвост», как она была сконструирована впервые, сильно отличалось от только что описанного. Более длинное, чем у «крыла летучей мыши», и значительно более узкое (но постепенно расширяющееся от своего основания у горелки к своей вершине), оно представляло собой нечто близкое к виду равнобедренного треугольника; или, возможно, ближе (с его слегка раздвоенной вершиной), хвост рыбы, из-за чего оно обычно называется горелкой типа «рыбий хвост». Эта форма пламени была лучше приспособлена для использования в плафонах, а также лучше выдерживала воздействие сквозняков. И, возможно, не будет неразумным предположить, что, поскольку по форме оно ближе приближалось к тому виду пламени, с которым люди были знакомы в масляных лампах, пламя, производимое горелкой типа «рыбий хвост», было более приятным для глаза, чем пламя «крыла летучей мыши», и что это, казалось бы, тривиальное соображение объяснит, по крайней мере в некоторой степени, чрезмерную благосклонность, проявленную к ней. Ибо не следует предполагать, из-за широкой популярности, которой «рыбий хвост» так рано достиг и которой продолжал пользоваться, что она была обязательно лучшей горелкой (в смысле развития большего количества света для потребленного газа), чем та, которая предшествовала ей. Напротив, в этом отношении она была не совсем так эффективна, как «крыло летучей мыши». И этот результат не удивителен, если посмотреть на различные методы, принятые в двух горелках для получения тех же эффектов света и пламени.

Из горелки типа «крыло летучей мыши» газ выходил тонкой, но широко простирающейся струей, представляя при зажигании непрерывный лист пламени; его высота и ширина зависели от давления, при котором подавался газ, но всегда предлагали непрерывную поверхность пламени воздуху. Хотя из-за чрезмерных давлений, которые в ранние дни газового освещения обычно использовались, пламя втягивало на свою поверхность слишком много воздуха для достижения полной осветительной эффективности, достижимой из газа; все же форма, приданная выходящей струе газа, препятствовала проникновению воздуха внутрь пламени и дальнейшему уменьшению его осветительной способности. С горелкой типа «рыбий хвост» условия сильно изменились; и это последнее зло, введение холодного воздуха внутрь пламени, было одним из последствий, вызванных средствами, которые она использовала для производства своего пламени. Из этой горелки газ выходил двумя узкими струями, подобно одиночным струям, которые сразу после выхода из горелки сталкивались друг с другом под заданным углом; взаимный удар, нанесенный струям газа, когда они были таким образом остановлены, заставлял их распространяться в боковом направлении и (высокая скорость, с которой выходил газ, была израсходована) соединяться и подниматься вялым потоком до тех пор, пока не сгорали. То, что ущерб осветительной способности пламени должен был возникнуть из-за причин, связанных со способом его производства, будет понятно при рассмотрении некоторых явлений, связанных с производством газового пламени.

Когда струя или поток газа выходит в неподвижную атмосферу, он создает в своей непосредственной близости, со всех сторон, область низкого давления, чтобы занять которую устремляется прилегающий воздух. Таким образом, индуцированные воздушные потоки возникают в непосредственной близости от выходящей струи газа и имеют то же направление, что и она, и варьируются по силе в зависимости от давления или скорости, с которой выходит газ. Несветящееся пламя горелки Бунзена и так называемой «атмосферной» горелки, используемой в газовых кухонных и отопительных плитах (которая получается путем сжигания смеси газа и воздуха), получается путем использования этой тенденции струи газа, выходящей под давлением, втягивать воздух на себя; и именно этому обстоятельству обычные осветительные пламена обязаны непрерывной подачей воздуха, необходимой для поддержания горения. Ибо эффект усиливается, когда газ воспламеняется; потому что газообразные продукты горения расширяются от интенсивного тепла, которому они подвергаются, их скорость подъема значительно увеличивается. Принимая во внимание эти соображения, будет ясно видно, как при производстве пламени горелки типа «рыбий хвост» две струи газа в процессе объединения втягивали в самую середину пламени часть воздуха, которым они были окружены; и этот воздух, снижая температуру пламени и разбавляя осветительный газ инертным азотом, а также своим кислородом, вызывая слишком раннее окисление частиц углерода в пламени, действовал на уменьшение осветительной способности, иначе достижимой из газа.

Вышеуказанные замечания, следует иметь в виду, относятся к горелке типа «рыбий хвост» в ее первоначальной форме. Многочисленные улучшения были осуществлены время от времени в ее конструкции, а также в конструкции «крыла летучей мыши», которые, уменьшая ее склонность таким образом передавать воздух в пламя, увеличили ее эффективность; в то время как в то же время форма пламени была улучшена. Действительно, результатом последовательных улучшений в конструкции обеих горелок стало такое изменение формы их соответствующих пламен, что в их последней и наиболее улучшенной форме пламена, производимые двумя горелками, практически идентичны по внешнему виду, хотя способ их производства остается столь же широко разнообразным, как и вначале. Улучшения, которые привели к этому результату, и причины, которые его вызвали, будут более полно объяснены в продолжении.

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ СВЕТ ИЗ СВЕТИЛЬНОГО ГАЗА.

Я ранее отмечал, что в ранний период его использования одним из главных препятствий для развития осветительной способности светильного газа было чрезмерное давление, при котором он обычно поставлялся. Чтобы понять действие давления, влияющего на количество света, которое даст данное количество газа, необходимо знать что-то о природе и свойствах пламени. Более того, условия, от которых зависит осветительная способность газового пламени, настолько тесно связаны друг с другом, что точные функции, присущие каждому, не могут быть хорошо отделены от полного эффекта, производимого комбинированным действием всех. Поэтому я не буду излишне отвлекаться от своей темы, если в этот момент объясню способ, которым происходит горение в пламени обычной газовой горелки. Делая это, я постараюсь облечь свои замечания в очень простой язык; используя не больше технических терминов, чем абсолютно требуется требованиями предмета. Таким образом, я надеюсь сделать свой смысл ясным для самого простого читателя. В то же время, не претендуя на научную полноту, объяснение явлений горения, которое я предоставлю, будет, я надеюсь, достаточно ясным, чтобы позволить читателю сформировать правильную оценку принципов, которые регулируют производство света при сжигании светильного газа. Цель, которую я главным образом держу в поле зрения, — показать ясно степень, в которой степень выделяемого света зависит от используемой горелки и способа сжигания газа. Если мои замечания станут средством того, что читатель будет смотреть с разумным интересом на знакомые явления газового света, они будут написаны не совсем напрасно.

Поскольку этот трактат составлен специально для тех, чьи знания о том, из чего состоит светильный газ, крайне ограничены, может быть полезно предварять мои наблюдения о его горении и производстве света из него несколькими замечаниями о его составе. Что такое светильный газ? Светильный газ, как он обычно поставляется, состоит из множества различных газов; из которых, однако, только некоторые три или четыре существуют в сколько-нибудь значительной пропорции. Около 50 процентов по объему (или половина всего) составляет водород; от 30 до 40 процентов состоит из болотного газа; в то время как окись углерода обычно присутствует в количестве от 5 до 15 процентов. Эти три газа, которые составляют большую часть того, что известно как обычный газ — то есть газ, полученный из обычного битуминозного угля, в отличие от того, который производится из более дорогого каннеля, — имеют мало или никакой ценности в отношении количества света, которое они способны дать. Пламена, производимые при сжигании двух первых газов, выделяют много тепла, но обладают очень слабой осветительной способностью. Последний дает пламя глубокого синего цвета, почти не производящее света, но, как и два других, интенсивное тепло. Способность светильного газа давать светящееся пламя зависит от небольшого количества тяжелых углеводородов, которые он содержит — компонента или серии компонентов, из которых обычный газ содержит только пропорцию, варьирующуюся от 3 до 7 процентов, хотя в газе из каннеля она достигает 15 или 20 процентов. Эти тяжелые углеводороды — это газы, состоящие, как и болотный газ, из углерода и водорода; но содержащие в своем составе на каждую единицу объема большее совокупное количество двух элементов, а также относительно более высокую пропорцию углерода, чем существует в болотном газе. Одним из самых простых членов серии, и тем, который обычно присутствует в гораздо большем количестве, является олефиновый газ. Он содержит в два раза больше углерода, соединенного с тем же количеством водорода, что содержится в болотном газе. Но помимо олефинового газа существуют ничтожные количества других газов той же серии, имеющих аналогичный состав, но отличающихся по количеству и относительным пропорциям, которые они содержат из двух элементов, из которых они состоят. Все газы этой серии при правильном сжигании способны давать ярко светящееся пламя; но при сжигании в одиночку довольно трудно, из-за высокой пропорции углерода, которую они содержат, осуществить их горение без производства дыма. Итак, именно тяжелым углеводородам, которые являются его частью — какими бы незначительными ни казались их количества, — светимость газового пламени обязана исключительно. Другие компоненты, которые я упомянул как составляющие гораздо большую пропорцию всего, помимо вклада в тепло пламени, служат только для разбавления этих более богатых газов и, таким образом, способствуют их более полному сгоранию.

Различные простые газы, которые составляют обычный светильный газ, не все сгорают вместе в пламени; температура, требуемая для осуществления их воспламенения, ниже для некоторых из них, чем для других. Таким образом, водород первым начинает гореть, воспламеняясь легко, как только он выходит из горелки; в то время как горение тяжелых углеводородов не начинается, пока они не войдут в более горячие части пламени, и не завершается, пока они не достигнут его самой дальней конечности. Также процесс горения в обоих случаях не одинаков. Первый газ сразу полностью сгорает; последние сначала подвергаются разложению от тепла пламени, расщепляясь на свои элементы — водород и углерод — перед тем, как полностью сгореть. Это разложение углеводородов является фактором огромной важности в развитии осветительной способности пламени. Водород, который они содержат, будучи легче воспламеняемым, чем углерод, сгорает первым; а последний высвобождается в твердой форме в виде мельчайших частиц сажи. Эти частицы твердого углерода, высвобождаясь посреди пламени, немедленно подвергаются его самому интенсивному теплу; таким образом, они становятся раскаленными добела, прежде чем достигнут внешнего края пламени и вступят в контакт с достаточным количеством кислорода для осуществления их полного сгорания. Количество света, развиваемое любым пламенем светильного газа, прямо пропорционально степени интенсивности, до которой поднимается температура этих частиц углерода, и продолжительности времени, в течение которого они остаются в пламени, прежде чем окончательно сгорят. Поэтому становится делом значительной важности знать условия, которые наиболее способствуют раннему высвобождению в пламени свободного углерода и достижению им повышенной температуры.

Глядя на пламя (скажем) обычной щелевой горелки, видно, что оно разделено на две четко определенные и полностью различные части. Во-первых, существует — непосредственно окружающая головку горелки и простирающаяся на некоторое расстояние от нее — темная, прозрачная область, которая при более близком рассмотрении оказывается состоящей из несгоревшего газа, заключенного в тонкую оболочку ярко-синего пламени. Во-вторых, существует (за этой центральной областью) зона или пояс ярко светящегося пламени, белого и непрозрачного; последнее свойство указывает на присутствие твердого вещества в этой части пламени. То, что темная центральная часть пламени состоит главным образом из несгоревшего газа, может быть показано различными способами, в дополнение к доказательствам, предоставляемым его полной прозрачностью. Таким образом, если взять небольшую стеклянную трубку и вставить ее нижний конец в пламя в этой точке, несгоревший газ пройдет вверх по трубке и может быть зажжен на ее верхнем конце. Щепка дерева, просунутая через эту часть пламени, обугливается сначала на двух краях пламени; в то время как, подобным образом, кусок платиновой фольги остается тусклым в центре пламени и светится только в точках контакта с внешним воздухом. Присутствие твердого углерода в светящейся части пламени может быть показано путем вставки в него любого холодного вещества (например, куска металла или фарфора), которое, снижая температуру нагретых частиц углерода ниже точки, при которой они сгорают, мгновенно покрывается на своей нижней поверхности отложением сажи. Или, если пламя внезапно охладить, осторожно подув на его поверхность, достигается тот же результат; облака сажи выделяются, и пламя «дымит». [3]

Рис. 4.—Показывающий две зоны пламени и метод демонстрации присутствия несгоревшего газа в пламени.

Существование посреди пламени области несгоревшего газа объясняется тем, что холодный газ, выходя из горелки, охлаждает внутреннюю часть пламени ниже температуры, требуемой для его воспламенения, а также тем, что он не сразу встречает достаточное количество воздуха для полного сгорания. Причины, которые влияют на светящуюся зону пламени, не так легко объяснимы. Было заявлено, что светимость пламени обусловлена частицами углерода, которые отделяются от углеводородов в газе, нагреваясь до белого каления. Чтобы разложить углеводороды, требуется очень высокая температура; и из-за охлаждающего эффекта потока холодного газа это не достигается, кроме как на некотором расстоянии от горелки. Абстракция тепла самой горелкой также является причиной снижения температуры пламени; и по этой причине горелки из фарфора, стеатита или подобного состава, будучи плохими проводниками тепла, имеют преимущество перед сделанными из металла. Настолько значительно охлаждающее влияние газового потока, что в определенных пределах расстояние от головки горелки, на котором начинается светимость пламени, пропорционально скорости, с которой выходит газ; или, другими словами, давлению, при котором он доставляется из горелки. Эффект усиливается тенденцией (которая была отмечена ранее) струи газа, выходящей под давлением, втягивать на себя и смешиваться с окружающим воздухом. Таким образом, с каждым приращением давления светящаяся зона пламени удаляется дальше, пока не достигается точка, при которой газ настолько смешивается с воздухом перед сгоранием, что светимость пламени полностью разрушается.

Но не следует предполагать, из-за вышеуказанных замечаний, что давление, при котором газ выходит из горелки, является полностью не смешанным злом. В горелках с плоским пламенем оно выполняет важную функцию содействия интенсивности горения, приводя раскаленные добела частицы углерода в тесный и быстрый контакт с воздухом, который необходим для полного сгорания. В горелках Арганда эта обязанность выполняется стеклянным дымоходом; но с горелками с плоским пламенем она полностью ложится на давление, при котором газ выходит из горелки. Будет видно, поэтому, что давление газа является фактором значительной важности в определении количества света, даваемого газовым пламенем, так как это дело требует тщательной регулировки с каждой горелкой. С одной стороны, при чрезмерном давлении интенсивность горения увеличивается; но отделенный углерод не остается так долго в пламени. Область светимости при этом уменьшается, и общее количество света уменьшается. С другой стороны, при недостаточном давлении горение недостаточно энергично, чтобы поднять частицы углерода до белого каления; следовательно, осветительная способность пламени слаба, или же углерод улетает несгоревшим в виде дыма.

Толщина пламени, производимого любой горелкой, также имеет важное значение для степени даваемого света; и это свойство толщины, опять же, зависит от ширины щели, в случае «крыльев летучей мыши» (или, в случае «рыбьих хвостов», от размера отверстий), и давления, при котором подается газ. Толщина пламени, даваемого любой горелкой, очевидно, будет варьироваться обратно пропорционально давлению, при котором газ подается к ней. При тонком пламени все части пламени настолько полностью подвержены воздействию воздуха, что частицы углерода не успевают нагреться до температуры, требуемой для того, чтобы позволить им излучать свет, как они полностью сгорают. При более толстом пламени углерод, отделенный посреди пламени, существует заметно более длительный период времени в раскаленном добела состоянии, прежде чем он достигает внешней стороны пламени и встречает достаточное количество кислорода для своего полного сгорания. Таким образом, мы обнаруживаем, что лучшие горелки с плоским пламенем имеют сравнительно широкие отверстия; в то время как давление, при котором газ доставляется из горелки, тщательно снижается до самой низкой точки, при которой получается устойчивое пламя без дыма. Аналогично, в лучших горелках Арганда давление значительно уменьшается внутри горелки, и газу позволяют выходить мягко через относительно большие отверстия; в то время как дымоход тщательно адаптирован, чтобы втягивать на поверхность пламени как раз достаточно воздуха, чтобы полностью сжечь количество газа, которое горелка рассчитана доставлять.

УЛУЧШЕНИЯ В ГОРЕЛКАХ С ПЛОСКИМ ПЛАМЕНЕМ.

Хотя, нет сомнения, они были сделаны эмпирически и в невежестве относительно реальных эффектов давления на пламя, первые шаги к увеличению эффективности горелок с плоским пламенем были в правильном направлении снижения чрезмерного давления, при котором газ ранее позволяли сжигать. Они состояли в принятии простых устройств для препятствования прохождению газа через горелку и, таким образом, замедления его потока. Грубость средств, которые использовались, является достаточным доказательством того, что цель, к которой стремились, была в лучшем случае лишь смутно осознана. Корпус горелки был набит шерстью или кусками проволочной сетки; которые препятствовали прогрессу газа; уменьшали количество, которое иначе было бы потреблено; и, следовательно, уменьшали скорость, с которой он выходил из горелки. К сожалению, из-за несовершенных методов, использовавшихся в тот день для конденсации и очистки газа, горелки, так сконструированные, забивались смолистыми веществами, удерживаемыми во взвешенном состоянии и переносимыми газом; и поэтому, после сравнительно короткого периода службы, становились полностью неработоспособными. Но, совершенно помимо неудобства и потери, таким образом вызванных (которые, когда улучшенные способы производства устранили причину, перестали испытываться), устройство было плохо приспособлено для цели, которой оно было предназначено служить. Грубая и неровная природа материала, использованного для набивки горелки, заставляла газ завихряться и кружиться, когда он выходил в атмосферу, и предотвращала его равномерную подачу ко всем частям пламени. Следствием было то, что преимущества, которые должны были быть извлечены из уменьшенного давления, были нейтрализованы неустойчивым потоком, приобретенным струей газа; и осветительная способность, развиваемая пламенем, была небольшим улучшением по сравнению с тем, что можно было ранее получить манипуляцией крана, контролирующего подачу газа к горелке. Помимо этого, из-за своей неровности, внешний вид пламени был не столь удовлетворительным. Только когда принципы, которые регулируют производство света из светильного газа, стали известны и соблюдались в конструкции горелок, была достигнута модификация старой идеи, которая позволила получить преимущества уменьшенного давления без каких-либо сопутствующих зол, до сих пор испытывавшихся.

Первое реальное улучшение горелки типа «рыбий хвост». Модификация в конструкции «рыбьего хвоста», которая, хотя и незначительная, была тем не менее реальным улучшением, по-видимому, была сделана в ранний период истории этой горелки. Вместо того чтобы иметь верх горелки совершенно плоским, его сделали слегка вогнутым; более особенно в его центре, где выходят две струи газа. Эффект этого изменения состоял в том, чтобы позволить струе газа лучше распространяться; и, таким образом, заставить пламя стать шире у своего основания. Форма пламени была при этом улучшена; и (что более важно) его осветительная способность увеличилась, потому что воздух не втягивался так легко посреди пламени. Ценность устройства показана тем фактом, что оно сохранялось с тех пор и используется в последних и наиболее улучшенных горелках этого класса.

До 1860 года многочисленные новые приспособления были введены как «улучшенные» горелки; но все они не были столь же ценны, как простое устройство, только что описанное. Конструкция многих из них, действительно, выдавала прискорбное невежество в первых принципах газового горения. Например, одна описана как «рыбий хвост с четырьмя сходящимися отверстиями; и имеется отверстие в центре горелки для впуска атмосферного воздуха в пламя!» Другая была «крылом летучей мыши» с двумя или более щелями, производящими серию пламен, объединенных в одно; посредством чего предполагалось, что получается улучшенная отдача от газа — не помня, или, более вероятно, в невежестве того факта, что то же количество газа, правильно сожженное через одну щель, даст лучший свет.

Горелка с двойным пламенем. Горелка, которая в разное время и под разными названиями неоднократно привлекала внимание, — это горелка с двойным пламенем; состоящая из двух горелок типа «крыло летучей мыши» или «рыбий хвост», установленных под углом друг к другу, так что их пламена сходятся и сливаются в одно. Когда два газовых пламени заставляют слиться таким образом, развивается большее количество света, чем сумма того, что дается отдельными пламенами; при условии, что в комбинированном пламени газ правильно сгорает, без дыма. Причина этого увеличения двояка. Во-первых, увеличенное количество газа, сожженного в одном пламени, позволяет поддерживать более высокую среднюю температуру; и, кроме того, меньшая поверхность пламени подвергается охлаждающему действию атмосферы, чем когда то же количество газа сжигается в двух пламенах. Во-вторых, давление, при котором газ горит, уменьшается, потому что начальная скорость, с которой струи газа выходят из двух горелок, расходуется при столкновении друг с другом, и получается более толстое пламя; аппарат, насколько касается его эффекта, является горелкой типа «рыбий хвост» в большом масштабе. Увеличение света, таким образом полученное, по-видимому, было замечено в ранний период; так как горелка, воплощающая тот же принцип, описана и изображена в «Трактате Клегга», опубликованном в 1848 году. В горелке Клегга газ выходил из двух перфорированных параллельных пластин, наклоненных друг к другу; но в более недавний период использовались две горелки типа «рыбий хвост», будучи установленными на отдельных трубках, которые разветвлялись на небольшое расстояние друг от друга. Иногда, для экспериментальных и демонстрационных целей, она конструировалась с двумя ветвями, соединенными шарнирно, чтобы показать различные эффекты, производимые, когда две горелки используются отдельно и в комбинации. В настоящее время она производится различными изготовителями как одна горелка с двумя ниппелями, как показано на прилагаемой иллюстрации; что, несомненно, является ее самой совершенной формой.

Рис. 5. — Двухпламенная горелка.

Преимущества двойного пламени в современных условиях не столь очевидны, как в период его появления. Увеличение светоотдачи, которое оно обеспечивает, наиболее заметно при потреблении газа под избыточным давлением. Хотя в целом можно считать, что любые два пламени при объединении развивают более высокую эффективность на кубический фут потребленного газа, чем по отдельности, однако это справедливо не во всех случаях. Когда газ потребляется при критическом давлении, обеспечивающем наилучшие результаты, пламя находится настолько близко к точке дымления, что незначительного снижения давления, возникающего при столкновении потоков газа, достаточно, чтобы объединенное пламя начало коптить. Более того, обычные горелки с плоским пламенем достигли сейчас такой степени совершенства, что при любом обычном потреблении можно с уверенностью утверждать: с помощью одного пламени можно получить результаты, равные, если не превосходящие результаты двойного пламени. Однако там, где требуется использовать большее количество газа, чем может эффективно потребить одна горелка, принцип объединения двух или более горелок, при котором их пламена взаимно помогают друг другу, может быть выгодно применен; это видно на примере комбинации горелок с плоским пламенем в крупных фонарях, используемых в настоящее время для улучшенного уличного освещения.

Рис. 6. — «Улучшитель платинового света» Шолля.

«Улучшитель платинового света» Шолля. Оригинальное устройство для повышения эффективности горелок типа «рыбий хвост» было выпущено около двадцати лет назад неким мистером Шоллем из Лондона и стало известно как «Улучшитель платинового света» Шолля, который показан на прилагаемой иллюстрации. Оно состояло из небольшого латунного кольца, несущего платиновую пластинку длиной около 0,4 дюйма и шириной 0,15 дюйма. Кольцо устанавливалось на верхнюю часть горелки таким образом, что платиновая пластинка удерживалась в вертикальном положении между двумя отверстиями, из которых выходил газ. Струи газа вместо того, чтобы сталкиваться друг с другом, ударялись о пластинку и соединялись выше, образуя пламя. Благодаря вставке металлической пластинки скорость газа значительно снижалась, и получалось более толстое и медленное пламя, что приводило к увеличению его осветительной способности. Когда аппарат использовался на горелке с очень маленькими отверстиями, подающей газ под высоким давлением, увеличение света было весьма заметным, но при более низком давлении преимущество от его использования соответственно уменьшалось. Это очень четко показано в следующей таблице, взятой из отчета капитана Уэббера и мистера Роудена об экспериментах с газовыми горелками, проведенных на Парижской всемирной выставке 1867 года. [4]

| Illuminating Power. |
Kind of Burner. | Cubic Feet of Gas per Hour. | Pressure in Inches. | Without Perfecter. | With Perfecter. | Increase per Cent.
Leoni's fishtail, No. 2 | 3 | 0·84 | 1·3 | 4·1 | 215
Leoni's fishtail, No. 3 | 3 | 0·46 | 2·4 | 4·6 | 91
4 | 0·70 | 2·8 | 6·5 | 132
Leoni's fishtail, No. 4 | 4 | 0·47 | 4·5 | 7·6 | 68
5 | 0·71 | 5·0 | 9·2 | 84
Leoni's fishtail, No. 5 | 4 | 0·42 | 5·3 | 6·9 | 30
5 | 0·60 | 6·1 | 8·3 | 36
6 | 0·81 | 7·1 | 10·0 | 40[5]
Leoni's fishtail, No. 6 | 4 | 0·31 | 6·2 | 8·0 | 29[6]
5 | 0·46 | 8·0 | 10·4 | 30[7]

Горелки также изготавливались с металлической пластинкой, составляющей часть головки горелки; и вместо платины она иногда выполнялась из тонкой стали или другого более обычного металла. Там, где использовалась платина, некоторое преимущество, вероятно, проистекало из ее накаливания; но, конечно, любая польза от этого источника отсутствовала при использовании стали. Замечания, сделанные относительно ограниченной применимости двухпламенной горелки, с равной силой относятся и к рассматриваемому аппарату. Хотя он обеспечивал несомненное улучшение при применении к горелкам, плохо приспособленным к давлению, под которым подавался газ, столь же хорошие результаты можно было получить без его помощи, если использовать горелку, соответствующую качеству и давлению подаваемого газа.

Горелки с плоским пламенем Леони. Пожалуй, самыми эффективными горелками с плоским пламенем, доступными до 1867 года, были горелки, изготовленные мистером С. Леони из Лондона. Одна из них показана на рис. 7. Этот производитель выпускал как горелки типа «крыло летучей мыши», так и типа «рыбий хвост»; каждая горелка производилась в различных размерах. Помимо обеспечения довольно хороших результатов от потребляемого газа, горелки поставлялись по очень умеренной цене. Их отличительной чертой было своеобразное вещество, из которого были сформированы наконечники горелок. Это был материал, изобретенный мистером Леони и названный им «адамас». (Точный состав «адамаса» является коммерческой тайной, но, по-видимому, он состоит из смеси различных минералов или земель, сформованных в глинистом или пластичном состоянии, а затем обожженных.) До его изобретения наконечник горелки или головка горелки изготавливались почти исключительно из железа или латуни. Однако использование металла для этой цели имело некоторые серьезные недостатки. Отверстия горелок типа «рыбий хвост» и щели горелок типа «крыло летучей мыши» со временем сильно засорялись из-за коррозии металла, а попытки устранить засорение лишь ускоряли разрушение горелки, увеличивая размер и повреждая точную форму отверстий. Наконечники из «адамаса», напротив, прекрасно выдерживали высокую температуру, которой они подвергались, были совершенно не подвержены коррозии и были достаточно твердыми, чтобы выдержать значительную степень даже грубого обращения. Благодаря изготовлению наконечника из этого материала эффективность горелки повышалась во многих отношениях. Поскольку склонность горелки к коррозии была устранена, а неудобства, вызванные этой причиной, устранены, срок службы горелки продлевался, а расходы на замену, следовательно, сокращались. Но в дополнение к этим преимуществам было еще одно направление, в котором наконечник из «адамаса» способствовал повышению полезности горелки. Это заключалось в поддержании более высокой температуры пламени и проистекало из его меньшей, по сравнению с металлом, способности проводить тепло от пламени. То, что преимущество, полученное из этого источника, хотя и незначительное, не было полностью воображаемым, станет очевидным, если упомянуть, что металлические горелки во время работы обычно достигают температуры от 400° до 500° по Фаренгейту — это показатель количества тепла, постоянно отбираемого от пламени. Использование непроводящего материала для наконечника горелки, хотя и не предотвратило потерю тепла полностью, значительно ее уменьшило.

Рис. 7. — Горелка с плоским пламенем Леони.

Мистер Леони производил две разновидности горелок каждого класса. В одной горелке наконечник из «адамаса» вставлялся в железный стержень; в другой наконечник вставлялся в латунный корпус, который надевался на железный стержень. Между латунным корпусом и железным стержнем последней горелки был проложен слой шерсти, предназначенный для ограничения давления, под которым подавался газ. Очень вероятно, из-за непригодности материала (шерсти), использованного для этой цели, результат был неудовлетворительным; так как, согласно заявлениям господ Уэббера и Роудена в ранее цитируемом отчете, во многих экспериментах не удалось обнаружить никакой разницы между результатами, полученными горелкой со слоем шерсти или без него. Некоторый свет на эту кажущуюся аномалию проливают определенные эксперименты, проведенные автором для определения давления, под которым газ выходит из различных горелок. С одной из горелок типа «рыбий хвост» № 4 Леони, при начальном давлении 1 дюйм (давление на входе при работающей горелке), давление на выходе из горелки при использовании слоя шерсти составляло 0,11 дюйма; но из той же горелки, когда слой шерсти был удален, газ выходил под давлением всего 0,07 дюйма. Таким образом, эффект от вставки слоя шерсти в горелку был прямо противоположным тому, который предполагалось получить; давление выходящей струи газа увеличивалось, а не уменьшалось.

ГОРЕЛКИ БРЁННЕРА.

Честь создания первых горелок с плоским пламенем, разработанных на научно правильных принципах, несомненно, принадлежит господину Юлиусу Брённеру из Франкфурта-на-Майне. Задолго до даты его изобретения предпринимались попытки снизить давление газа внутри горелки. Но эти попытки осуществлялись настолько хаотично, что наводили на мысль об отсутствии четкого представления о том, что действительно требуется. Как мы видели, использовались слои шерсти, но площадь промежутков или газового пути через материал была делом чистой случайности. И не было ни малейшей гарантии, что одни и те же условия будут преобладать в любых двух горелках. Господин Брённер проницательно обнаружил причину прежних неудач, так как ясно осознавал цель, которую необходимо было достичь и к которой предыдущие изобретатели лишь слепо нащупывали путь. Сформировав правильную оценку требований, которые должны быть выполнены, и трудностей, которые должны быть преодолены, он приступил к достижению желаемого результата другими средствами. Были две причины, которые главным образом способствовали неудачным исходам предыдущих попыток. Одной из них было неопределенное и неточное действие средств, используемых для уменьшения давления; другой — неадекватное обеспечение возможности для газа потерять поток или завихрение, приобретенное при прохождении через уменьшающее устройство, и прийти в состояние относительного покоя перед выходом в атмосферу. Обе эти ошибки были успешно устранены в изобретении Брённера — первая путем создания входа в горелку ограниченных и определенных размеров, имеющего меньшую площадь, чем выход или щель; вторая — путем расширения камеры или места расширения внутри горелки, а также за счет иного расположения, принятого для уменьшения давления.

Верх A. Верх B. Рис. 8. — Горелки Брённера.

Общий вид горелки Брённера грушевидный; по размеру она значительно больше обычной горелки, рассчитанной на пропуск такого же количества газа. Она состоит из цилиндрического латунного корпуса, увенчанного стеатитовым верхом, и сужающегося до очень малого диаметра в нижней части или на входе; последний закрыт стеатитовой пробкой, в которой имеется прямоугольная щель или отверстие точно определенных размеров. Размер этого отверстия определяет количество газа, которое при любом конкретном давлении поступает в горелку; а щель или выход горелки, имея большую площадь, чем вход, гарантирует, что газ будет выходить из горелки под более низким давлением, чем то, под которым он в нее входит. Варьируя соответствующие размеры этих двух отверстий и их соотношение друг с другом, горелку можно отрегулировать так, чтобы она подавала газ под любым требуемым давлением, меньшим, чем начальное давление на входе в горелку. Увеличение цилиндрического корпуса обеспечивает расширительную камеру, в которой скорость потока газа, устремляющегося через узкое отверстие на входе в горелку, сдерживается, а любое волнение или неустойчивость, которые могли быть ему приданы, подавляются до того, как газ выйдет в атмосферу и будет потреблен. Существует два вида верхушек для горелок, которые различаются буквами A и B. Верхушка B обычного полусферического типа, дающая пламя в форме крыла летучей мыши; верхушка A более плоская, почти квадратная по форме, и дает пламя более высокое, но не такое широкое, как первая. Вследствие этой разницы в форме пламени последняя горелка лучше приспособлена для использования в плафонах. Общий вид горелок и их отличительные особенности будут ясно понятны из иллюстраций.

Свойства стеатита. Материал, из которого изготовлены более важные части горелки, в высшей степени приспособлен для этой цели. Стеатит — это минерал, который в природе встречается настолько мягким, что его легко обтачивать на токарном станке и придавать любую форму; но при нагревании примерно до 2000° по Фаренгейту он становится почти таким же твердым и прочным, как кремень, при этом полностью сохраняя свою форму и цвет. Эти свойства особенно подходят ему для получения щели или отверстия, которые, хотя и имеют малые размеры, должны быть точно сформированы до заданных параметров. Кроме того, подобно «адамасу», его способность проводить тепло от пламени настолько ограничена, что в этом отношении он имеет значительное преимущество перед металлом для использования в качестве материала для изготовления газовых горелок.

Следующие таблицы, взятые из отчета Комитета Британской ассоциации, назначенного для исследования средств развития света от светильного газа различного качества [8], демонстрируют весьма удовлетворительные результаты, полученные при использовании этих горелок. В Таблице I газ, с которым проводились операции, был кэннел-газ (такой, который обычно поставляется в Шотландии) и обладал осветительной способностью при использовании в стандартной горелке 26 свечей на 5 кубических футов. Таблица II содержит результаты определений с обычным газом (таким, который используется в Лондоне и вообще на большей части Англии); 5 кубических футов которого в стандартной горелке давали осветительную способность 16 свечей. Первый и второй столбцы таблиц относятся к различным размерам верхушек и оснований конкретных используемых горелок; всего существует около 16 размеров одних и 11 размеров других. Они, будучи взаимозаменяемыми, позволяют создавать большое разнообразие комбинаций и позволяют выбрать горелку, подходящую к любому конкретному качеству или давлению газа. Ибо как с давлением, так и с осветительной способностью: для получения максимальной эффективности освещения требуются разные горелки для газов, различающихся по качеству или степени их насыщенности. Горелка, которая при газе одного качества даст отличные результаты, может при тех же условиях давления и подачи быть совершенно непригодной для газа другого качества. То, что это так, станет очевидным из рассмотрения того, что было сказано о теории наилучшего сжигания газа; и, вкратце, это объясняется тем, что более богатый газ содержит в своем составе большую долю углерода и поэтому требует увеличенной подачи воздуха для своего полного сгорания. Эта увеличенная подача воздуха может быть получена (при горелках с плоским пламенем) только путем заставления газа выходить в атмосферу под более высоким давлением; и так получается, что по сравнению с количеством газа, которое должно быть пропущено через них, щели горелок типа «крыло летучей мыши» и отверстия горелок типа «рыбий хвост» должны быть значительно уже, когда они предназначены для кэннел-газа, чем когда должен потребляться обычный газ. Другими словами, для развития полной осветительной способности важно, чтобы давление, под которым газ выходит из горелки, было соразмерно его качеству. Суть дела изложена в общем утверждении, что «чем беднее качество газа, тем ниже должно быть давление, при котором он потребляется; и наоборот».

Таблица I.

At 1·0-Inch Pressure. | At 1·5-Inch Pressure.

No.
of
Burner.
No.
of
Top.
Cubic
Feet
per
Hour.
Illumi-
nating
Power.
Illumi-
nating
Power
per
Five
Cub.
Ft.
No.
of
Burner.
No.
of
Top.
Cubic
Feet
per
Hour.
Illumi-
nating
Power.
Illumi-
nating
Power
per
Five
Cub.
Ft.

2 | 2 | 1·20 | 5·07 | 24·13 | 2 | 2 | 1·40 | 5·25 | 18·75
2 | 3 | 1·40 | 6·64 | 23·71 | 2 | 3 | 1·95 | 7·37 | 18·90
2 | 4 | — | Smokes | — | 2 | 4 | 2·30 | 10·33 | 22·46
2 | 5 | — | " | — | 2 | 5 | 2·40 | 11·24 | 23·42
2 | 6 | — | " | — | 2 | 6 | — | Smokes | —
2½ | 2 | 1·40 | 5·53 | 19·75 | 2½ | 2 | 1·90 | 8·30 | 21·84
2½ | 3 | 1·70 | 8·48 | 24·94 | 2½ | 3 | 2·30 | 10·14 | 22·04
2½ | 4 | 2·03 | 10·33 | 25·49 | 2½ | 4 | 2·70 | 12·08 | 22·37
2½ | 5 | — | Smokes | — | 2½ | 5 | 2·85 | 14·29 | 25·07
2½ | 6 | — | " | — | 2½ | 6 | 3·00 | 15·21 | 25·35
3 | 2 | 1·45 | 6·27 | 21·62 | 3 | 2 | 2·00 | 8·48 | 21·20
3 | 3 | 1·90 | 8·66 | 22·79 | 3 | 3 | 2·40 | 11·34 | 23·63
3 | 4 | 2·13 | 11·24 | 26·39 | 3 | 4 | 2·80 | 14·84 | 26·50
3 | 5 | — | Smokes | — | 3 | 5 | 3·15 | 17·04 | 27·20
3 | 6 | — | " | — | 3 | 6 | 3·25 | 18·07 | 27·80
3½ | 2 | 1·50 | 5·81 | 19·36 | 3½ | 2 | 2·12 | 8·85 | 20·87
3½ | 3 | 1·95 | 8·30 | 21·28 | 3½ | 3 | 2·55 | 12·63 | 24·76
3½ | 4 | 2·55 | 12·08 | 23·68 | 3½ | 4 | 3·00 | 14·47 | 26·12
3½ | 5 | 2·80 | 14·38 | 25·68 | 3½ | 5 | 3·50 | 18·07 | 25·81
3½ | 6 | 3·00 | 15·58 | 25·97 | 3½ | 6 | 3·60 | 19·45 | 27·01
4 | 2 | 1·60 | 6·36 | 19·87 | 4 | 2 | 2·30 | 9·77 | 21·24
4 | 3 | 2·10 | 10·69 | 25·45 | 4 | 3 | 2·90 | 13·83 | 23·84
4 | 4 | 2·65 | 13·37 | 25·23 | 4 | 4 | 3·30 | 17·06 | 25·85
4 | 5 | 3·45 | 17·61 | 25·52 | 4 | 5 | 4·10 | 21·57 | 26·30
4 | 6 | 3·55 | 18·07 | 25·45 | 4 | 6 | 4·20 | 22·40 | 26·66
5 | 2 | 1·77 | 7·38 | 20·85 | 5 | 2 | 2·60 | 9·68 | 18·81
5 | 3 | 2·30 | 11·90 | 25·87 | 5 | 3 | 3·30 | 13·64 | 20·67
5 | 4 | 3·30 | 15·40 | 23·33 | 5 | 4 | 4·00 | 19·91 | 24·14
5 | 5 | 4·10 | 20·74 | 25·29 | 5 | 5 | 5·00 | 25·36 | 25·36
5 | 6 | 4·30 | 22·68 | 26·37 | 5 | 6 | 5·30 | 27·66 | 26·10

Таблица II.

At 0·5-Inch Pressure. | At 1·0-Inch Pressure. | At 1·5-Inch Pressure.

No.
of
Top.
No.
of
Bottom.
Cubic
Feet
per
Hour.
Illumi-
nating Power.
Illum.
Power
per
Five
Cub.
Ft.
Cubic
Feet
per
Hour.
Illumi-
nating Power.
Illum.
Power
per
Five
Cub. Ft.
Cubic
Feet
per
Hour.
Illumi-
nating Power.
Illum.
Power
per
Five
Cub. Ft.

A2 | 1 | — | — | — | 1·5 | 2·7 | 9·0 | 2·0 | 4·0 | 10·0
" | 2 | 1·6 | 2·9 | 9·1 | 2·4 | 5·2 | 10·8 | 3·1 | 6·8 | 11·0
" | 2½ | 2·0 | 3·9 | 9·8 | 2·9 | 6·8 | 11·7 | 3·8 | 9·4 | 12·4
A3 | 3 | 2·1 | 4·4 | 10·5 | 3·2 | 7·8 | 12·2 | 4·4 | 10·6 | 12·0
" | 3½ | 2·5 | 4·8 | 9·6 | 3·8 | 9·2 | 12·1 | 4·9 | 12·2 | 12·4
" | 4 | 2·5 | 5·4 | 10·8 | 3·8 | 9·6 | 12·7 | 5·2 | 13·6 | 13·1
" | 4½ | 3·0 | 6·4 | 10·7 | 4·5 | 10·8 | 12·0 | 5·9 | 14·8 | 12·5
" | 5 | 3·2 | 7·7 | 2·0 | 5·1 | 13·2 | 13·0 | 6·8 | 18·0 | 13·2
" | 6 | 3·7 | 8·7 | 11·8 | 5·8 | 15·5 | 13·3 | 7·7 | 21·0 | 13·6
" | 7 | 3·5 | 8·6 | 12·3 | 5·9 | 16·0 | 13·6 | 8·4 | 23·0 | 13·7
" | 8 | 3·7 | 9·0 | 12·2 | 6·2 | 16·8 | 13·5 | 8·6 | 23·4 | 13·6
B1 | 1 | — | — | — | 1·3 | 2·3 | 8·8 | 1·8 | 3·5 | 9·7
B2 | 2 | 1·3 | 2·3 | 8·8 | 2·1 | 4·4 | 10·5 | 2·8 | 6·4 | 11·4
" | 2½ | 1·6 | 3·0 | 9·4 | 2·5 | 6·0 | 12·0 | 3·4 | 8·4 | 12·4
B3 | 3 | 2·0 | 3·8 | 9·0 | 3·0 | 7·2 | 12·0 | 4·1 | 10·1 | 12·3
" | 3½ | 2·3 | 4·3 | 9·3 | 3·4 | 7·7 | 11·3 | 4·5 | 11·0 | 12·2
B4 | 4 | 2·3 | 4·7 | 0·2 | 3·6 | 8·8 | 12·2 | 5·0 | 13·0 | 13·0
" | 4½ | 2·7 | 5·9 | 10·9 | 4·3 | 10·4 | 12·1 | 5·6 | 15·0 | 13·4
B5 | 5 | 3·1 | 7·0 | 11·3 | 4·9 | 12·9 | 13·2 | 6·5 | 18·0 | 13·8
B6 | 6 | 3·8 | 9·6 | 12·6 | 5·9 | 16·4 | 13·8 | 8·0 | 23·0 | 14·4
B7 | 7 | 4·0 | 10·2 | 12·8 | 6·6 | 19·0 | 14·4 | 9·0 | 26·0 | 14·4
B8 | 8 | 4·7 | 11·8 | 12·6 | 7·3 | 22·0 | 15·1 | 9·6 | 30·0 | 15·7

Несомненно, главная причина замечательной эффективности горелки Брённера по сравнению с предыдущими горелками заключается в давлении, под которым газ вытекает из горелки и потребляется. В ходе некоторых экспериментов, проведенных для определения давления, под которым газ подается из различных горелок, автор обнаружил, что из горелки Брённера № 4 при начальном давлении — т.е. давлении на входе при работающей горелке — в 1 дюйм газ выходил под давлением всего 0,05 дюйма; а при начальном давлении 0,5 дюйма давление на выходе составляло всего 0,03 дюйма. С другой стороны, стеатитовая горелка с плоским пламенем № 4, без какого-либо устройства для замедления потока газа, при том же начальном давлении давала на выходе 0,16 дюйма и 0,05 дюйма соответственно. Отсутствие чего-либо внутри горелки, что вызывало бы завихрение газа или его выход с неустойчивым потоком, также должно быть признано способствующим, в немалой степени, благоприятным результатам, даваемым этими горелками.

ГОРЕЛКА С ПОЛЫМ ВЕРХОМ.

В горелке с полым верхом мы имеем одно из наиболее заметных улучшений, которые были осуществлены в горелках с плоским пламенем. Будучи простой модификацией горелки типа «крыло летучей мыши» — самой ранней из горелок с плоским пламенем, — она не более сложна в своих деталях, чем та горелка. И все же, при всей своей простоте, ее конструкция демонстрирует важный шаг вперед по сравнению с оригинальной горелкой типа «крыло летучей мыши». Действительно, можно сказать, что эта горелка воплощает единственное значительное улучшение, которое было сделано в отличительных чертах горелки типа «крыло летучей мыши» с момента появления последней, которое, как мы видели, произошло еще в 1816 году.

Горелка с полым верхом — улучшенная горелка типа «крыло летучей мыши». По своей внешней форме горелка с полым верхом мало чем, если вообще чем-то, отличается от горелки типа «крыло летучей мыши»; но небольшая модификация, которая была принята в расположении ее внутренней части, привела к очень заметному результату в улучшении формы пламени, даваемого горелкой, и, в некоторой степени, в результатах, касающихся осветительной способности, которую она способна обеспечить. В этой горелке, как следует из ее названия, внутренняя часть верхушки или головки горелки выдолблена, образуя расширение полости или камеры внутри горелки и (что наиболее важно) делая оболочку куполообразной головки горелки одинаковой толщины по всей поверхности. В обычной горелке типа «крыло летучей мыши», вследствие различной толщины горелки в этой части, щель намного глубже посередине, чем в любой другой части ее длины, и постепенно уменьшается в глубине к каждому концу. Поскольку сопротивление прохождению газа или трение, с которым он сталкивается, увеличивается с глубиной щели, газ выходит из горелки на концах щели более легко, чем посередине; создавая широко растянутое пламя, скудное по высоте в пропорции к своей ширине. По той же причине пламя не одинаково по толщине по всей поверхности; будучи тоньше посередине, чем на концах. Более того, внешние конечности пламени, простирающиеся так далеко за пределы корпуса горелки, не способны сохранить форму, приданную им боковым потоком газа на концах щели; сопротивление, оказываемое атмосферой, вместе с естественной тенденцией газа подниматься вверх, заставляет нижнюю часть пламени загибаться назад на саму себя. Как один из результатов этого сочетания неблагоприятных обстоятельств, пламя склонно коптить при малейшем волнении окружающего воздуха.

В горелке с полым верхом щель имеет одинаковую глубину по всей своей длине; и поскольку сопротивление, оказываемое прохождению газа, одинаково во всех частях щели, газ течет через середину так же легко, как и на концах — нет, в действительности даже легче, благодаря врожденной восходящей силе газа, обусловленной тем, что он легче воздуха. Своеобразное выдолбление головки горелки также выводит концы щели из прямого пути или потока газа через горелку; так что тенденция потока газа выходить в этих точках, предпочтительнее прохождения через середину щели, дополнительно сдерживается. Следствием этого является то, что форма пламени значительно улучшается; оно становится выше, компактнее и не таким широким, как у горелки типа «крыло летучей мыши». Кроме того, поскольку пламя одинаково по толщине по всей поверхности, его осветительная способность несколько улучшается; в то же время, благодаря своей компактности, оно лучше способно противостоять атмосферным воздействиям. С этим изменением формы пламени всякое первоначальное сходство с горелкой типа «крыло летучей мыши» полностью уничтожается; но вид пламени новой горелки гораздо приятнее для глаза, чем у старой горелки типа «крыло летучей мыши».

Рис. 9. — Оригинальная горелка с полым верхом. (Из спецификации Уодсворта.)

Как это было продемонстрировано во многих случаях в истории изобретений, горелка с полым верхом не была оценена по достоинству до тех пор, пока не прошло много времени после ее появления. По-видимому, она была первоначально изобретена Джозефом и Джеймсом Уодсвортами из Марпла и Солфорда и была запатентована ими в 1860 году. Согласно спецификации изобретателей, горелки могли быть изготовлены либо из цельного металла, либо из листового, как видно из прилагаемых иллюстраций, скопированных с чертежей в спецификации. Но существовали трудности при литье горелок из цельного металла, которые, по-видимому, не были преодолены; и те, что производились по патенту, по-видимому, изготавливались исключительно из листовой латуни. В течение многих лет эти горелки производились и продавались, не привлекая к своим особенностям никакого заметного внимания; что, по-видимому, означает, что их дефектная конструкция препятствовала достижению всех преимуществ, обеспечиваемых горелкой, какой мы ее знаем.

Превосходные результаты, которые была призвана обеспечить горелка с полым верхом, стали полностью очевидны только тогда, когда горелка была изготовлена из непроводящего материала и при ее изготовлении стала проявляться большая осторожность. По-видимому, это было сделано в Германии раньше, чем в этой стране. Но в Англии, несомненно, именно мистер Сагг первым обратил свое внимание на улучшение горелки и продемонстрировал ее достоинства. Мистер Сагг начал производство этой горелки из стеатита в 1868 году; и с того времени горелка широко используется, а ее преимущества получили широкое признание. Превосходство горелок с полым верхом, произведенных мистером Саггом, над ранее изготовленными, главным образом является результатом их изготовления из стеатита, а не из металла. С этим материалом достигается большая точность и единообразие формы и размеров горелки, чем при использовании металла; кроме того, существует (о чем упоминалось ранее) преимущество, проистекающее из его меньшей способности проводить тепло и невосприимчивости к коррозии. Еще одно улучшение, также принадлежащее мистеру Саггу и приносящее заметные результаты, состоит в прорезании щели горелки дисковой пилой, примененной сверху, так чтобы сделать концы щели изогнутыми, а не горизонтальными; благодаря чему уменьшается тенденция газа выходить латерально на концах щели и образовывать «рожки» у пламени. Горелка мистера Сагга с плоским верхом (которая была представлена в 1880 году), в дополнение к характерным чертам горелки с полым верхом, имеет ободкообразный выступ на горелке под щелью; его цель — защитить пламя от беспокоящего влияния восходящего потока воздуха в его непосредственной близости и тем самым сохранить его форму неизменной, одновременно уменьшая его склонность к дымлению. До мистера Сагга — а именно в начале 1879 года — мистер Брей успешно устранил это вредное воздействие на пламя восходящего потока воздуха, прикрепив к горелке два латунных рычага, расположенных так, чтобы они находились непосредственно под выступающими крыльями пламени.

Горелка 1868 года. — Горелка 1874 года. — Горелка с плоским верхом. Рис. 10. — Горелки с полым верхом Сагга.

ГОРЕЛКИ БРЕЯ.

Горелки фирмы «Джордж Брей и Ко» заслуженно приобрели всемирную репутацию и широко используются везде, где известно газовое освещение. Их отличительной характеристикой, завоевавшей им высокую репутацию, которой они пользуются, является сочетание дешевизны с замечательной эффективностью. Во всех различных описаниях и классах горелок, производимых этой фирмой, упомянутая характеристика сохраняется; хотя излишне добавлять, что различные разновидности не одинаково эффективны. Из трех форм горелок с плоским пламенем, которые мы рассматривали — «крыло летучей мыши», «рыбий хвост» и «с полым верхом», — той, которая более чем любая другая была специализацией фирмы, является горелка типа «рыбий хвост»; и именно с развитием этого класса горелок имя Брея наиболее тесно и почетно связано.

Тип «рыбий хвост». — С полым верхом или щелевая горелка. [9] — Тип «крыло летучей мыши». Рис. 11. — «Регуляторные» горелки Брея.

«Регуляторная» горелка Брея. «Регуляторная» горелка типа «рыбий хвост», которая была первой заметной горелкой, произведенной господами Брей, получила, пожалуй, более широкое применение, чем любая другая отдельная газовая горелка. Она состоит из цилиндрического латунного корпуса, завинченного с одного конца для вставки в арматуру, а с другого содержащего наконечник из «эмали» — материала, изобретенного мистером Бреем и, по-видимому, несколько похожего по составу на «адамас» мистера Леони, — наконечник из «эмали» перфорирован обычным образом двумя отверстиями, расположенными под углом друг к другу, для выхода газа. Отличительной чертой этой горелки является введение в нижнюю часть латунного корпуса слоя или слоев муслина; предназначенных для того, чтобы в некоторой степени сдерживать и стабилизировать ток или поток газа через горелку. Во время своего появления эта горелка весьма выгодно сравнивалась по результатам, которые она давала, с другими горелками, находившимися в обычном употреблении; и ее довольно хорошие показатели, вместе с очень низкой ценой, по которой она может продаваться, заставляют ее до сих пор широко использоваться везде, где достижение наилучших возможных результатов от потребляемого газа может быть подчинено дешевизне, или в ситуациях, где из-за деликатности конструкции или из-за требуемых ухода и внимания более эффективная горелка может быть не столь подходящей. Но в вопросе развития осветительной способности используемого газа «регулятор» далеко превзойден более недавно представленной «специальной» горелкой тех же производителей.

Тип «рыбий хвост». — С полым верхом или щелевая горелка. — Тип «крыло летучей мыши». Рис. 12. — «Специальные» горелки Брея.

Серия «специальных» горелок мистера Брея — включающая типы «рыбий хвост», «с полым верхом» и «крыло летучей мыши» — построена на принципе и по форме несколько похожа на горелки Брённера, которые уже были полностью описаны. Помимо того, что она имеет больший объем, главное расхождение в конструкции «специальной» горелки от более раннего «регулятора» заключается во введении в нижнюю часть латунного корпуса пробки или шайбы из эмали, пронизанной небольшим круглым отверстием для впуска газа в горелку; диаметр этого отверстия определяет количество газа, которое при любом конкретном давлении поступает в горелку. Сразу над эмалевой шайбой вставлен слой муслина, как и в «регуляторной» горелке; который в данном случае предназначен для подавления волнения или завихрения, приобретенного потоком газа при прохождении через узкое отверстие в шайбе. Наконечник из эмали, изготовленный требуемого типа (рыбий хвост, полый верх или крыло летучей мыши), вставляемый в верхнюю часть латунного корпуса, завершает горелку. Цели, преследуемые в «специальной» горелке, заключаются в том, чтобы заставить газ потребляться при самом низком давлении, совместимом с поддержанием устойчивого пламени, и с наименьшим волнением или завихрением в потоке газа при его выходе из горелки. Первое достигается, как и в горелках Брённера, путем уменьшения площади отверстия, впускающего газ в горелку, без соответствующего уменьшения отверстий, через которые газ выходит в атмосферу; второе — путем вставки слоя муслина, который находится непосредственно над уменьшающим устройством, а также путем расширения газовой камеры в верхней части горелки. Улучшение, достигнутое таким образом в осветительной способности, развиваемой из газа, хорошо показано в следующих таблицах, взятых из исчерпывающей серии испытаний газовых горелок, проведенных мистером Т. Фэрли, членом Королевского общества Эдинбурга, муниципальным аналитиком Лидса, и включенных им в отчет, представленный корпорации Лидса. Полный текст отчета можно найти в Journal of Gas Lighting за 6 февраля 1883 года.

Горелки типа «рыбий хвост» средней осветительной мощности.

"Regulator" Burners. | "Special" Burners.

No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.
No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.

3 | 0·5 | 3·50 | 6·8 | 9·7 | 3 | 0·5 | 3·43 | 11·3 | 16·4
3 | 1·0 | 4·80 | 6·9 | 7·2 | 3 | 1·0 | 4·90 | 15·6 | 15·8
3 | 1·5 | 6·20 | 7·5 | 6·05 | 3 | 1·5 | 6·03 | 17·6 | 14·6
4 | 0·5 | 4·65 | 12·2 | 13·1 | 4 | 0·5 | 3·73 | 13·3 | 17·8
4 | 1·0 | 6·67 | 14·2 | 10·6 | 4 | 1·0 | 5·15 | 17·4 | 16·9
4 | 1·5 | 8·16 | 14·2 | 8·8 | 4 | 1·5 | 6·57 | 22·4 | 17·1
5 | 0·5 | 5·72 | 17·0 | 14·9 | 5 | 0·5 | 4·80 | 17·6 | 18·3
5 | 1·0 | 7·97 | 20·0 | 12·6 | 5 | 1·0 | 6·67 | 24·4 | 18·3
5 | 1·5 | 9·73 | 21·8 | 11·2 | 5 | 1·5 | 8·30 | 30·0 | 18·2
6 | 0·5 | 5·90 | 18·0 | 15·2 | 6 | 0·5 | 5·48 | 20·1 | 18·3
6 | 1·0 | 8·35 | 23·0 | 13·8 | 6 | 1·0 | 7·65 | 28·4 | 18·6
6 | 1·5 | 10·60 | 28·0 | 13·2 | 6 | 1·5 | 9·20 | 34·2 | 18·7

Щелевые горелки средней осветительной мощности.

"Regulator" Burners. | "Special" Burners.

No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.
No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.

3 | 0·5 | 4·22 | 13·8 | 16·4 | 3 | 0·5 | 3·04 | 10·8 | 17·8
3 | 1·0 | 6·37 | 20·2 | 15·9 | 3 | 1·0 | 4·61 | 16·4 | 17·6
3 | 1·5 | 8·14 | 25·8 | 15·9 | 3 | 1·5 | 5·88 | 19·9 | 16·9
4 | 0·5 | 4·25 | 14·8 | 17·4 | 4 | 0·5 | 3·82 | 14·2 | 18·6
4 | 1·0 | 5·88 | 20·6 | 17·5 | 4 | 1·0 | 5·69 | 20·8 | 18·3
4 | 1·5 | 7·95 | 26·5 | 16·6 | 4 | 1·5 | 7·35 | 25·6 | 17·5
5 | 0·5 | 5·25 | 19·0 | 18·2 | 5 | 0·5 | 4·12 | 15·4 | 18·7
5 | 1·0 | 8·14 | 28·4 | 17·45 | 5 | 1·0 | 6·37 | 23·4 | 18·4
5 | 1·5 | 10·20 | 36·4 | 17·8 | 5 | 1·5 | 7·94 | 28·5 | 18·0
6 | 0·5 | 5·67 | 22·2 | 19·6 | 6 | 0·5 | 5·00 | 19·6 | 19·6
6 | 1·0 | 8·60 | 33·6 | 19·4 | 6 | 1·0 | 7·55 | 29·0 | 19·2
6 | 1·5 | 11·10 | 39·5 | 17·8 | 6 | 1·5 | 9·70 | 37·0 | 19·1

Горелки типа «крыло летучей мыши» средней осветительной мощности.

"Regulator" Burners. | "Special" Burners.

No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.
No.
of
Burner
Pres-
sure
in
Inches
Cubic
Feet
per
Hour
Illumi-
nating
Power
in
Stand.
Candls.
Illumi-
Power
per 5
Cubic
Feet.

3 | 0·5 | 4·16 | 12·6 | 15·1 | 3 | 0·5 | 3·37 | 12·4 | 18·4
3 | 1·0 | 5·64 | 16·6 | 14·8 | 3 | 1·0 | 5·25 | 20·4 | 19·4
3 | 1·5 | 7·83 | 21·0 | 13·4 | 3 | 1·5 | 7·13 | 24·0 | 16·8
4 | 0·5 | 4·26 | 14·0 | 16·4 | 4 | 0·5 | 3·67 | 13·0 | 17·7
4 | 1·0 | 6·74 | 21·2 | 15·6 | 4 | 1·0 | 5·55 | 20·6 | 18·6
4 | 1·5 | 7·81 | 24·0 | 15·3 | 4 | 1·5 | 7·13 | 26·0 | 18·2
5 | 0·5 | 4·76 | 15·4 | 16·2 | 5 | 0·5 | 3·86 | 14·6 | 18·9
5 | 1·0 | 6·93 | 20·4 | 14·7 | 5 | 1·0 | 5·85 | 22·6 | 19·4
5 | 1·5 | 8·72 | 25·8 | 14·7 | 5 | 1·5 | 7·53 | 28·0 | 18·6
6 | 0·5 | 6·04 | 20·0 | 16·5 | 6 | 0·5 | 4·86 | 19·4 | 20·0
6 | 1·0 | 8·82 | 29·4 | 16·6 | 6 | 1·0 | 7·53 | 31·6 | 21·0
6 | 1·5 | 11·10 | 31·6 | 14·2 | 6 | 1·5 | 9·60 | 39·0 | 20·4

Качество газа, с которым проводились операции, составляло в среднем около 19 свечей при испытании со стандартной горелкой Арганда для Лондона.

В предыдущей части этого трактата было отмечено, что пламена, производимые современными представителями [10] горелок типа «крыло летучей мыши» и «рыбий хвост», утратили первоначальное сходство с объектами, от которых были получены названия этих горелок; и что два пламени постепенно сблизились по форме, пока в своих последних разработках они не стали практически идентичными. Мы видели, как благодаря изобретению горелки с полым верхом получается горелка, по внешнему виду кажущаяся такой же, как «крыло летучей мыши», но дающая значительно улучшенную форму пламени. Теперь мы должны узнать, как горелка типа «рыбий хвост» или «щелевая» была модифицирована так, чтобы давать пламя, тесно согласующееся с тем, которое производится улучшенной щелевой горелкой.

Как была улучшена горелка типа «рыбий хвост». В своей первоначальной конструкции горелка типа «рыбий хвост» давала высокое, узкое пламя; ее конечность была раздвоенной и зазубренной, как хвост рыбы. Помимо того, что эта форма пламени была неприглядной, она была плохо приспособлена для развития, в какой-либо степени близкой к полной, осветительной способности газа. Для получения наилучших результатов в отношении осветительной способности интенсивность тепла пламени должна быть очень высокой, чтобы довести температуру частиц углерода, высвобождаемых в пламени, до необходимой степени накаливания. Для этого должна быть концентрация пламени, чтобы полностью использовать тепло сгорания. При высоком пламени, производимом оригинальной горелкой типа «рыбий хвост», было слишком много воздействия атмосферы, чтобы пламя могло достичь необходимой интенсивности тепла; а также существовала значительная вероятность того, что газ слишком рано вступал в тесный контакт с воздухом и, таким образом, окислялся или полностью сгорал до того, как его углерод был поднят до температуры, необходимой для того, чтобы позволить ему излучать свет. В улучшенной форме горелки высота пламени значительно сокращена, в то время как оно расширено и сделано более ровным и компактным. Это изменение было главным образом вызвано двумя модификациями в конструкции наконечника горелки — во-первых, путем выдолбления его плоской верхней поверхности; и, во-вторых, путем изменения угла, под которым две струи газа выходят из горелки. Путем вычерпывания центральной части плоского верха горелки, чтобы образовать углубление или впадину там, где выходит газ, плоский лист пламени, который образуется, когда две струи газа сталкиваются друг с другом, получает более широкое основание и в то же время предохраняется от затягивания воздуха в свою середину. Но главная доля улучшения принадлежит изменению угла, образованного двумя каналами в наконечнике горелки. Будет легко понятно, что чем тупее этот угол — то есть чем ближе две струи газа к столкновению друг с другом по горизонтальной линии — тем больше пламя будет стремиться распространиться, или тем ниже давление, необходимое для получения любого желаемого распространения пламени. Именно воспользовавшись этим обстоятельством, мистер Брей смог улучшить горелку типа «рыбий хвост». Двадцать лет назад эта горелка обычно изготавливалась с двумя каналами в наконечнике горелки, расположенными под углом около 60°. В «регуляторной» горелке Брея, представленной в 1869 году, они были расположены под углом 90°; с результатом получения более удовлетворительного пламени, как в отношении его внешнего вида, так и осветительной способности. В «специальной» горелке, которая была выпущена только в 1876 году, угол увеличен до 120°; тем самым позволяя получить необходимое распространение пламени при газе, выходящем под низким давлением. Еще одно незначительное улучшение в последней горелке состоит в изготовлении отверстий в наконечнике горелки эллиптическими, а не круглыми.

ГЛАВА III.

Главная газовая горелка. Первостепенное положение среди газовых горелок, несомненно, принадлежит горелке Арганда; и не из-за нежелания признать ее притязания, и тем более не из-за незнания ее достоинств, я оставил рассмотрение этой горелки до сих пор. Она занимает это почетное положение в такой же степени в силу важности, которую она приобрела, будучи принятой Парламентом в качестве тестовой горелки, и особого отношения, в котором она, следовательно, находится к другим горелкам, как и из-за какой-либо заметной превосходности в работе. Ибо, хотя в целом Арганд дает лучшие результаты, чем другие горелки, это не всегда так. Существуют обстоятельства и условия, к которым Арганд совершенно неприменим, и где более простая и менее претенциозная горелка даст отличные результаты. Действительно, некоторые из простых горелок с плоским пламенем, которые мы рассматривали, теперь доведены до такой стадии совершенства, что при разумном использовании они не без успеха соперничают с Аргандом. Но именно в направлении демонстрации осветительной способности, которую можно было получить от газа, и стимулирования достижения другими и более простыми горелками того же уровня совершенства, влияние Арганда было наиболее полезным. Ибо благодаря своей особой конструкции и, в особенности, способу получения воздуха, необходимого для сгорания, Арганд поддается, более легко, чем любая другая горелка, работе по исследованию и экспериментированию с условиями, необходимыми для экономичного сгорания, и развитию наивысшей осветительной способности от потребляемого газа. В этой горелке подача воздуха к пламени находится под полным контролем; и таким образом устраняется один из главных элементов неопределенности и трудности, которые испытываются при работе с другими горелками. Подача газа к различным частям пламени также более восприимчива к изменению; и результаты такого изменения более полно открыты для наблюдения. Следствием этого стало то, что самые замечательные успехи в развитии улучшенной осветительной способности от светильного газа были сделаны с этой горелкой. Но после того, как возможность получения улучшенной эффективности от газа была продемонстрирована с помощью Арганда и определены условия, необходимые для ее достижения, столь же хорошие результаты были достигнуты другими горелками.

План держателя стекла и верха горелки. — Срез горелки. Рис. 13. — Горелка Арганда.

Таким образом, показывая преимущества, которые можно получить от более научного способа сгорания, и прокладывая путь к более полному достижению другими горелками осветительной способности, получаемой от газа, горелка Арганда выступила в качестве пионера в развитии газового освещения. Ибо из-за своей сложности и деликатности конструкции эта горелка никогда не была, да и, по правде говоря, не может надеяться быть широко используемой. Помимо неудобств и расходов, связанных с очисткой и заменой в случае поломки стеклянного цилиндра, который является обязательным для этой горелки, само ее совершенство как горелки препятствует ее принятию в условиях, относящихся к подавляющему большинству ситуаций, в которых требуется газовый свет. Ибо, хотя при конкретных условиях давления газа и т.д., для которых она была сконструирована, Арганд может давать результаты, превосходящие любую другую горелку, очень незначительное отклонение от этих условий приводит к гораздо более разрушительным результатам для осветительной способности пламени, чем это имеет место с другими и менее эффективными горелками. Причина этой кажущейся аномалии станет очевидной, когда мы подробно рассмотрим конструкцию Арганда и условия, которые должны соблюдаться для обеспечения ее удовлетворительной работы. На данный момент будет достаточно просто упомянуть то, что представляется хорошо установленными фактами, а именно: что самые совершенные горелки наименее приспособлены для использования в неопределенных и изменяющихся условиях; и что пропорционально эффективности горелки в условиях, для которых она была сконструирована, является ущерб осветительной способности ее пламени, который испытывается при отступлении от этих условий.

Что такое горелка Арганда? Сведенная к своей простейшей форме, горелка Арганда может быть сказано, что состоит из полого кольца из металла или другого подходящего материала, снабженного необходимыми трубками или соединениями для связи между его внутренней частью и подачей газа, и перфорированного на своей верхней поверхности рядом отверстий для выхода газа. Через эти отверстия газ выходит в виде серии струй, которые немедленно сливаются, образуя один цилиндрический лист пламени. Горелка увенчана, а пламя заключено стеклянным цилиндром, который поддерживается на легкой галерее, соединенной с горелкой; цилиндр служит двойной цели: защищать пламя от сквозняков или потоков воздуха (тем самым позволяя газу гореть равномерно и устойчиво) и направлять на поверхность пламени подачу воздуха, необходимого для его правильного и полного сгорания. Ибо в Арганде подача воздуха производится в условиях, совершенно отличных от тех, которые управляют его производством во всех других горелках, которые мы рассматривали. В горелках с плоским пламенем количество воздуха, подаваемого к пламени, определяется давлением газа; или, другими словами, скоростью, с которой он выходит из горелки. В горелках Арганда, напротив, подача воздуха получается совершенно независимо от давления, под которым выходит газ; и условия, наиболее эффективные для экономичного сгорания газа и развития из него наивысшей осветительной способности, достигаются только тогда, когда давление газа снижается до минимума.

При разговоре о горелках с плоским пламенем было показано, как осветительная способность пламени, даваемого такими горелками, пагубно влияет на избыток давления в газе, когда он выходит в атмосферу, вызывая слишком сильное смешивание газа и воздуха. Однако с такими горелками требуется некоторая степень давления, чтобы, приводя пламя в контакт с достаточным количеством кислорода воздуха, способствовать необходимой интенсивности сгорания; тогда как с Аргандом тяга, создаваемая с помощью стеклянного цилиндра, позволяет получить необходимую подачу воздуха для поддержания пламени без посторонней помощи от давления газа. Следовательно, одной из главных целей, к которым следует стремиться при конструкции последней горелки, является такое снижение давления газа внутри горелки, чтобы он мог выходить с малой или не большей скоростью, чем та, которая обусловлена его собственной удельной легкостью. В некоторых из лучших Аргандов эта цель достигается весьма успешно; и остроумные устройства, которые были использованы для достижения этой цели, будут должным образом описаны в продолжении. Но, помимо того, что газ выходит из горелки при минимальном давлении, он должен подаваться равномерно и одинаково во все части кольца отверстий; так чтобы не было избытка газа, подаваемого к одной части пламени, и недостатка к другим. Затем площадь отверстия в центре кольца, через которое подача воздуха получается к внутренней поверхности пламени, а также длина и диаметр стеклянного цилиндра должны быть соразмерны так, чтобы точное количество воздуха, необходимое для того, чтобы позволить пламени дать свои максимальные результаты, было направлено на него. Эти и другие столь же существенные требования должны быть приняты во внимание и предусмотрены при конструировании эффективной горелки Арганда. Поэтому неудивительно, что развитие возможностей этой горелки заняло так много времени, труда и изобретательности; и замечательная степень эффективности, до которой она теперь доведена, свидетельствует о мышлении и точных знаниях принципов сгорания, которые были применены к ней.

Однако только в сравнительно недавние годы ее истинные принципы конструкции были хоть сколько-нибудь полностью признаны, о чем свидетельствуют горелки, которые были произведены. В течение длительного периода горелки Арганда изготавливались по совершенно эмпирическим и произвольным правилам. В течение первых лет газового освещения производители газовых аппаратов и те лица, которые претендовали на обладание специальными знаниями о производстве и использовании нового осветителя, по-видимому, были невежественны даже в отношении самых очевидных условий, требуемых для успешной работы горелки. В одной из самых ранних работ, появившихся в связи с газовым освещением [11], мы находим горелку Арганда, описанную как состоящую из «двух концентрических трубок, закрытых сверху кольцом, имеющим небольшие перфорации, из которых может выходить газ; таким образом образуя небольшие отдельные потоки света». Согласно этому описанию, упомянутая горелка не могла быть Аргандом в строгом смысле этого слова; но в действительности должна была состоять главным образом из серии отдельных струй, расположенных по кругу и окруженных стеклянным цилиндром. Но большое улучшение в количестве развиваемого света, которое стало результатом сближения струй пламени, чтобы заставить их слиться и произвести одну однородную массу пламени, не могло долго ускользнуть от внимания; и, соответственно, мы находим, что в «Трактате Клегга», который появился двадцать пять лет спустя, правильное расположение отверстий в кольце, необходимое для успешной работы горелки, ясно признано. В этой работе, говоря о горелке Арганда, отмечается (стр. 193), что «расстояние между отверстиями в просверленном кольце должно быть таким, чтобы струя газа, выходящая из каждого, при воспламенении просто соединялась со своей соседкой».

Прежде чем могла быть произведена действительно эффективная горелка, однако, необходимо было успешно столкнуться с другими проблемами, точная природа которых не была столь ясно очевидна, как природа той, о которой упоминалось выше; иначе их решение не было бы так долго отложено. Из них наиболее важными и в то же время наиболее трудными были две — а именно, правильная регулировка подачи воздуха и наиболее выгодное давление, при котором потреблять газ. В самых ранних Аргандах не было сделано ни малейшего обеспечения для уменьшения давления газа до того, как он будет потреблен. Считалось, что все необходимое было достигнуто, если отверстия для его выхода были достаточно мелкими, чтобы не позволить проходить через них большему количеству газа, чем требуемое, при экстремальном давлении, под которым он подавался к горелке. Следствием этого было то, что газ, выходящий из горелки с очень высокой скоростью, становился настолько смешанным с воздухом до того, как он был потреблен, что его пламя чрезмерно охлаждалось; и развивалась лишь малая доля доступной осветительной способности. Затем что касается подачи воздуха. Почти в каждой горелке, произведенной до изобретения мистером У. Саггом «Лондонского» Арганда в 1868 году, это было значительно выше требований; и не стоит удивляться этому. Если бы подача воздуха была деликатно отрегулирована, в то время как еще не было обеспечения для уменьшения давления газа у горелки, пламя было бы склонно коптить при любом внезапном увеличении давления газа в магистралях; а раздражение и неудобство, вызванные дымящим пламенем, были большими недостатками, чем потеря света, испытываемая из-за того, что подача воздуха была значительно избыточной. Таким образом, хотя в течение этого периода было много так называемых «улучшенных» горелок, привлеченных к вниманию, ни в одной из них эти два кардинальных требования в производстве эффективной горелки не были ясно признаны и серьезно проработаны; и, следовательно, высокий уровень совершенства, до которого Арганд способен быть доведен, не был достигнут.

АРГАНДЫ САГГА.

The 'London' Argand.

Изобретение мистером У. Саггом в 1868 году знаменитого «Лондонского» Арганда составляет важную эпоху в истории газового освещения. До того времени конструкция этого класса горелок осуществлялась совершенно эмпирическим образом; и такие улучшения, которые были осуществлены, должны рассматриваться скорее как случайные исходы хаотичных попыток, чем как результат приобретения более ясных взглядов на условия, которые должны быть соблюдены для обеспечения успешной работы горелок. Изобретение «Лондонского» Арганда было первой серьезной попыткой отказаться от прежних случайных методов и действовать на более научных началах. Его конструкция показывает, что его изобретатель обладал глубоким знакомством с принципами сгорания; в то время как во многих деталях он демонстрирует разумную проницательность и успешное применение точных средств, необходимых для достижения желаемой цели. В этой горелке чрезвычайная важность того, чтобы заставить газ выходить под низким давлением, впервые ясно признана; и способ, которым эта цель так успешно достигается, так же прост, как и остроумен. На входе в горелку газ делится между тремя узкими трубками, общая емкость которых намного меньше, чем у трубы, питающей горелку. Через эти трубки газ проводится в концентрическую цилиндрическую камеру (образующую основной корпус горелки), где его быстрый поток сдерживается; ток или завихрение, которые он мог приобрести, подавляются; и газ приходит в состояние относительного покоя до того, как он выходит в атмосферу и потребляется. Верхний обод этого концентрического цилиндра пронизан 24 отверстиями, совокупная площадь которых значительно больше, чем у трех питающих трубок; тем самым гарантируя, что газ будет подаваться под гораздо более низким давлением, чем то, под которым он входит в горелку. Разделяя газ на три потока, которые входят в цилиндрическую камеру в равноудаленных точках по ее окружности, подача равномерно распределяется по всему кольцу отверстий; и результатом является пламя ровной и правильной формы.

Устройство, с помощью которого в этой горелке получается и регулируется подача воздуха, столь же примечательно, как и средства, принятые для контроля давления газа. Отверстие внутри кругового кольца отверстий намного меньше, чем в предыдущих Аргандах; тем самым пропорционально уменьшая количество воздуха, подаваемого к внутренней поверхности пламени. Пространство между цилиндрическим корпусом горелки и стеклянным цилиндром занято усеченным конусом из тонкого металла, верхний край которого находится на одном уровне с ободом горелки и достигает его на очень близком расстоянии; в то время как его основание опирается на галерею, поддерживающую цилиндр. С помощью этого конуса весь воздух, входящий между горелкой и цилиндром, направляется на непосредственную поверхность пламени; тем самым способствуя интенсивности сгорания и более высокой осветительной способности пламени. Затем сам цилиндр имеет такие размеры, что при количестве газа, для которого была сконструирована горелка, на пламя направляется как раз достаточно воздуха, чтобы полностью сжечь газ к тому времени, когда будет достигнут верх цилиндра; пламя такой длины, чтобы почти достигать верха цилиндра, без дымления, является наиболее эффективным и экономичным для количества потребленного газа.

Рис. 14. Горелка Арганда «Лондон» Сагга. (В натуральную величину.)

Еще одним обстоятельством, которое в немалой степени способствовало улучшению результатов, достигаемых с помощью этой горелки, стало изменение материала, из которого был изготовлен корпус горелки. В предыдущих горелках Арганда он почти во всех случаях был металлическим, тогда как в горелке «Лондон» использовался стеатит. То, как материал, из которого изготовлена горелка, влияет на осветительную способность пламени, было столь подробно рассмотрено ранее (применительно к горелкам с плоским пламенем), что нет необходимости останавливаться на этом здесь; стоит лишь заметить, что, поскольку в горелках Арганда площадь контакта между горелкой и пламенем относительно намного больше, чем в горелках с плоским пламенем, охлаждение пламени по этой причине пропорционально возрастает.

Улучшение осветительной способности, достигнутое благодаря этой горелке при расходе газа, было столь значительным, а ее превосходство над всеми предыдущими горелками Арганда — столь очевидным, что она была немедленно принята Лондонскими газовыми рефери в качестве стандартной горелки для испытания обычного светильного газа в пределах их юрисдикции; и с того времени и до настоящего момента она продолжает предписываться актами парламента в качестве горелки, подлежащей использованию при испытании обычного светильного газа не только в метрополии, но и в целом по всему Соединенному Королевству. Но хотя оригинальную горелку Арганда «Лондон» все еще можно приобрести в качестве стандартной испытательной горелки, по своим результатам она была значительно превзойдена новой серией горелок Арганда, в которых тот же изобретательный конструктор еще более полно применил принципы, впервые реализованные в предыдущей модели. В этой новой серии горелок детали конструкции, принятые ранее, изменены в двух или трех аспектах, но без отступления от общих принципов, заложенных в устройстве более ранней горелки. Так, отверстия в кольце стали значительно крупнее, в то время как три подводящие трубки остались точно такой же пропускной способности, как и прежде; благодаря этому газ подается под гораздо более низким давлением. Поскольку увеличенный размер отверстий требует, чтобы цилиндрический корпус горелки имел больший диаметр, отверстие в центре стало иметь большую площадь, чем раньше. Если бы оно осталось таким, это привело бы к притоку слишком большого количества воздуха к внутренней поверхности пламени; чтобы избежать этого, в центре установлен металлический стержень, уменьшающий площадь отверстия и пропорционально снижающий количество воздуха, который в противном случае поступал бы в эту часть горелки. Устройство для регулирования подачи воздуха к внешней поверхности пламени также изменено, но в другом направлении. Верхний край конуса приближен к ободку горелки и слегка изогнут, чтобы направлять воздух более непосредственно на пламя; в то время как основание конуса, вместо того чтобы доходить до стеклянного цилиндра сплошной поверхностью, пронизано рядом отверстий, которые пропускают воздух между конусом и цилиндром. Действие этого третьего потока воздуха заключается в поддержании охлаждения цилиндра и стабилизации пламени; кроме того, возможно, он обеспечивает приток воздуха для поддержания и усиления горения в верхней части пламени. Совокупный эффект этих изменений заключается в том, что горелка дает на 7–12 процентов больше света при том же расходе газа, чем оригинальная горелка Арганда «Лондон».

Горелка Арганда Зильбера. Горелка Арганда Зильбера, отличающаяся замечательной эффективностью, по основным конструктивным особенностям очень близка к более поздним горелкам Арганда г-на Сагга, описанным выше. Воздух направляется на внешнюю поверхность пламени, как и в тех горелках, с помощью изогнутого дефлектора, верхний край которого, однако, расположен выше, чем в горелках г-на Сагга. Воздух также подается между дефлектором и стеклянным цилиндром. Самое заметное отличие в конструкции от горелок г-на Сагга заключается в устройстве центрального отверстия горелки. Вместо сплошного металлического стержня здесь имеется латунная трубка, через которую, а также между ее окружностью и цилиндрическим корпусом горелки, может поступать воздух для питания внутренней поверхности пламени. Помимо повышения устойчивости пламени, по-видимому, воздух, поступающий через эту внутреннюю трубку, поддерживает горение газа в верхней части пламени. Устройства для снижения давления газа внутри горелки и обеспечения его равномерного распределения по всем частям кольца отверстий, хотя и совершенно иные, кажутся не менее совершенными, чем те, что используются в горелке «Лондон». Из ниппеля, соединяющего горелку с газопроводом, газ поступает (через четыре крошечных отверстия) в горизонтальную камеру, где его скорость гасится, и откуда он направляется в цилиндрическую камеру, образующую основной корпус горелки. Весьма удовлетворительные показатели работы этой горелки (которые превосходят показатели стандартной горелки Арганда) в достаточной мере подтверждают правильность ее конструкции.

Многорожковые горелки Арганда. Для потребления больших количеств газа изготавливаются двойные или тройные горелки Арганда. Они состоят, по сути, из двух или трех горелок Арганда, расположенных концентрически друг относительно друга внутри одного цилиндра. Г-н Сагг выпустил серию горелок этого класса, рассчитанных на пропуск газа в количестве от 15 до 55 кубических футов в час, а в некоторых случаях и превышающем последнюю цифру. Эти горелки при использовании обычного (16-свечного) светильного газа дают свет, равный 4 свечам на каждый кубический фут потребленного газа, что является значительно лучшим результатом, чем тот, который обеспечивает стандартная горелка. Причина того, что они дают результаты, превосходящие обычную горелку Арганда, заключается в том, что их пламя имеет гораздо меньшую площадь поверхности, подверженную охлаждающему воздействию воздуха, по отношению к количеству потребляемого газа. Устройство этих горелок отличается от описанных выше усовершенствованных одинарных горелок Арганда только тем, что здесь имеются два или более стеатитовых цилиндра, каждый из которых питается от собственных подводящих трубок и имеет свое собственное отдельное кольцо отверстий, при этом пространство между цилиндрами рассчитано так, чтобы пропускать не более того количества воздуха, которое необходимо для создания требуемой интенсивности горения.

Рис. 15. Горелка Арганда Дугласса. (А А, фокальная плоскость, или пояс наиболее сильного света.)

ГОРЕЛКА ДУГЛАССА.

Здесь можно упомянуть многорожковую, или концентрическую, горелку Арганда, изобретенную г-ном (ныне сэром) Дж. Н. Дуглассом, инженером Тринити-хауса. Эта горелка относится к типу тех, что были рассмотрены последними, но обладает некоторыми специфическими особенностями, дающими ей явное право на новизну. Как видно из прилагаемой иллюстрации, концентрические цилиндры, из которых состоит горелка, заканчиваются на разной высоте; их вершины образуют правильную ступенчатую градацию, из которых самый внутренний является самым высоким. Эти цилиндры имеют значительную глубину, что позволяет газу и воздуху нагреваться при контакте с их поверхностями до того, как будет достигнута точка воспламенения. Однако существенной особенностью изобретения является ряд дефлекторов особой формы, которые, помимо направления воздуха на поверхности пламени, сформированы так, «чтобы направлять внешнее пламя или пламена на внутреннее пламя или пламена, как показано на рисунке». Таким образом, пламена концентрируются и объединяются в одно, горение ускоряется, и, поскольку при этом достигается большая интенсивность тепла, осветительная способность значительно возрастает. Когда эта горелка была впервые представлена в 1881 году, на ее будущее возлагались большие надежды. Результаты, которые она, как утверждалось, давала, будучи намного выше всего, что было получено ранее от простой горелки Арганда, казались многообещающими для быстрого и несомненного успеха горелки. На Северо-Восточной морской выставке, состоявшейся в 1882 году, была представлена горелка с десятью кольцами, которая, как сообщалось, развивала при использовании 16-свечного газа 6 свечей на кубический фут — поистине замечательный результат для столь простой горелки. Но, несмотря на ее, казалось бы, успешное внедрение, горелка практически не продвинулась в направлении своего практического применения. По правде говоря, можно почти сказать, что она полностью исчезла из поля зрения общественности. Это, по-видимому, означает, что при ее эксплуатации в обычных условиях существуют трудности, которые не были предвидены во время ее изобретения.

ГЛАВА IV.

На протяжении всего этого трактата много говорилось о том, какое отношение давление газа в точке его выхода из горелки имеет к осветительной способности получаемого пламени — достаточно, чтобы показать, что поддержание низкого и равномерного давления в подаче газа является одним из самых обязательных условий, которые необходимо соблюдать для достижения экономии при горении. Однако обычно это условие не соблюдается в горелках потребителей. Требования распределения газа требуют, чтобы для поддержания достаточного снабжения везде, где требуется газ, в магистралях поддерживалось гораздо более высокое давление, чем необходимо для получения наилучших результатов от потребляемого газа в горелке. Более того, давление в любой точке подвержено постоянным колебаниям из-за изменений в потреблении газа в окрестностях. Например, когда в доме работает несколько горелок, потребляющих ровно то количество газа, на которое они рассчитаны, при выключении части из них подача газа к остальным становится избыточной по сравнению с требуемой; и, следовательно, горелки перестают развивать ту же долю света от потребляемого газа, что и раньше. Там, где большое потребление газа внезапно прекращается (как в деловых частях города, когда закрываются магазины и склады), увеличение давления, ощущаемое в горелках, которые продолжают работать, весьма заметно. Эффект этого увеличения давления подачи газа проявляется по-разному в горелках Арганда и горелках с плоским пламенем. В первых это вызывает копчение пламени, позволяя проходить через горелку большему количеству газа, чем может быть надлежащим образом сожжено; во вторых, охлаждая пламя ниже температуры, необходимой для эффективного горения, это снижает осветительную способность, развиваемую на кубический фут потребленного газа, пропорционально степени превышения давления над исходным.

Газовый регулятор. Видя, что экономия при горении может быть достигнута только при условии равномерного давления, становится необходимым подавить вышеупомянутые колебания или, по крайней мере, предотвратить их достижение горелки. Для этой цели используется регулятор, или губернатор. В этом приборе колокол, погруженный и уплотненный в жидкости — или же гибкая кожаная диафрагма — приводится в действие давлением входящего газа и соединен с клапаном таким образом, чтобы уменьшать площадь отверстия, через которое газ поступает в прибор, пропорционально давлению газа на входе; благодаря чему на выходе поддерживается равномерное давление, независимо от того, какое количество газа потребляется или как может меняться давление в подводящей трубе. С помощью регулятора, установленного на подводящей трубе у входа в здание, давление газа у различных горелок становится довольно равномерным; однако даже тогда идеальное равенство давления не достигается. Незначительное трение, которое испытывает газ при прохождении через трубы, приводит к тому, что горелки снабжаются газом под несколько более низким давлением, чем дальше они находятся от регулятора. И, опять же, из-за своего низкого удельного веса газ имеет тенденцию к увеличению давления с увеличением высоты; каждый подъем на 10 футов добавляет около 1/10 дюйма к его давлению. По этой причине в верхних комнатах здания наблюдается более высокое давление, чем в нижних. Эта особенность была замечена еще на раннем этапе истории газового освещения; так, Клегг упоминает, что на хлопчатобумажных фабриках для регулирования давления газа на каждом этаже использовались запорные краны. Поэтому для получения желаемой регулярности давления в подаче газа необходимо использовать регуляторы для каждого этажа; или, что еще лучше, каждая горелка должна иметь свой собственный отдельный регулятор. И это возвращает нас к теме, которая нас больше всего интересует.

Регулятор-горелка, как следует из названия, состоит из регулятора, описанного выше (но, конечно, в меньшем масштабе), объединенного с газовой горелкой; регулятор настроен так, чтобы, независимо от того, какой избыток давления может быть в трубах подачи газа, пропускать только то количество газа, которое горелка предназначена потреблять. Очевидно, что заложенный здесь принцип способен найти многочисленные применения. Он может быть и успешно применяется как к горелкам Арганда, так и к горелкам с плоским пламенем; при этом модификации, существующие в способе конструирования регулирующей части аппарата, почти так же многочисленны и разнообразны, как и сами горелки. Поскольку основные черты, присущие одному, общи для всех, нет необходимости вдаваться в детали их конструкций. Достаточно будет взять две или три наиболее успешные или наиболее известные в качестве представителей всего класса.

Реометр Жиру. Одним из первых по времени — и до сих пор занимающим достойное место по своим достоинствам — является «реометр», или «измеритель потока», г-на Жиру. В этом приборе легкий металлический колокол уплотнен в глицерине, содержащемся в цилиндрическом корпусе; дно последнего содержит впускную трубу, снабженную резьбой для подключения к обычным фитингам, в то время как из центра его крышки поднимается трубка, ведущая к горелке. Колокол пронизан небольшим отверстием для прохода газа и увенчан конусообразным выступом, который составляет клапан прибора. Поскольку давление входящего газа поднимает колокол, это заставляет конусный клапан входить в устье трубки, ведущей к горелке; уменьшая площадь отверстия пропорционально давлению газа, действующему на нижнюю сторону колокола, и тем самым пропуская к горелке только необходимое количество газа. Можно было бы подумать, что наличие жидкости будет являться возражением против использования прибора; но, поскольку глицерин не испаряется, после того как прибор установлен и должным образом отрегулирован, он не требует дальнейшего внимания. Однако при чрезмерном начальном давлении существует вероятность того, что газ будет прорываться пузырьками через уплотняющую жидкость, тем самым нарушая эффективность прибора; но это можно было бы предотвратить, увеличив глубину колокола и тем самым обеспечив ему большее уплотнение. Прибор очень надежен для той цели, которую он призван выполнять; он подает в широком диапазоне давлений, превышающих то, которое требуется для подъема колокола, именно то количество газа, на которое он был отрегулирован. Можно добавить, что реометр имеет преимущество перед многими приборами своего класса в том, что он создает так мало препятствий для нисходящих лучей пламени.

Рис. 16. Реометр Жиру.

Регулятор-горелка «Христиания» Сагга. Г-н Уильям Сагг в своем регуляторе применяет совершенно иное устройство, чем вышеописанное. Клапан расположен на входе регулятора, а не на его выходе, как в только что описанном приборе. Вместо металлического колокола используется диафрагма из тонкой и очень гибкой кожи, которая поднимается давлением входящего газа и, в свою очередь, приводит в действие клапан; закрывая вход в регулятор пропорционально давлению газа, действующему на нее. Отверстие, сообщающееся между нижней и верхней сторонами кожаной диафрагмы, регулируется винтом, с помощью которого количество газа, подаваемого к горелке, может регулироваться в соответствии с требованиями; но как только он будет отрегулирован для обеспечения любого желаемого давления газа у горелки, это давление будет строго поддерживаться, независимо от того, с каким избытком давления (в разумных пределах) газ может подаваться в прибор. Усовершенствованные горелки Арганда «Лондон», выпускаемые г-ном Саггом (детали конструкции которых уже были описаны), слишком тонко отрегулированы, чтобы их можно было с выгодой применять непосредственно к обычным газовым фитингам потребителя или везде, где вероятно возникновение любых колебаний давления подачи газа. Однако с добавлением к ним вышеуказанного регулятора их использование становится таким же легким и простым, как и других горелок; и таким образом потребитель газа получает возможность пользоваться преимуществами самого совершенного аппарата, не прибегая к постоянному уходу и вниманию, которые без помощи регулятора были бы необходимы. Помимо применения к горелкам Арганда, этот регулятор успешно применяется его изобретателем к своим горелкам с плоским пламенем. В сочетании с простой стеатитовой горелкой последнего класса он получил очень широкое применение под названием регулятор-горелка «Христиания».

Однако недавно тем же производителем был выпущен новый тип регулятора для применения к горелкам, конструкция которого сильно отличается от конструкции вышеупомянутого прибора; и, поскольку он несколько проще в деталях и при этом кажется более дешевым в изготовлении, он, по-видимому, призван заменить прежний прибор. В этом новом регуляторе вместо кожаной диафрагмы имеется колокол (или поплавок) из стеатита, который может свободно перемещаться, подобно поршню, внутри внутренней цилиндрической камеры, содержащейся во внешнем корпусе прибора. К центру поплавка, на его верхней поверхности, прикреплена трубка, скользящая внутри другой трубки несколько большей площади; последняя образует продолжение внутренней цилиндрической камеры. Меньшая трубка открыта с обоих концов и, таким образом, обеспечивает сообщение снизу вверх поплавка; внешняя трубка закрыта сверху, но имеет отверстие в боковой стенке. Действие прибора заключается в следующем: газ, поступающий под поплавок, проходит через внутреннюю трубку в верхнюю часть цилиндрической камеры и оттуда через отверстие во внешней трубке к горелке. Поскольку давление входящего газа превышает давление, необходимое для преодоления веса поплавка, последний поднимается; трубка, прикрепленная к нему, продвигается дальше во внешнюю трубку, в которой она скользит, и при этом частично закрывает отверстие в боковой стенке последней. Таким образом, в зависимости от давления газа, действующего на нижнюю сторону поплавка, площадь отверстия, через которое он должен пройти, чтобы попасть к горелке, уменьшается; и, таким образом, количество газа, выходящего из горелки, остается неизменным при всех давлениях выше того, которое требуется для приведения поплавка в действие. Прибор кажется таким же надежным, как и простым, и содержит мало деталей, способных выйти из строя; но, конечно, сохранит ли он свои хорошие качества после длительного использования, может доказать только опыт.

Рис. 17. Стеатитовый поплавковый регулятор Сагга.

Игольчатый регулятор-горелка Пиблса. Еще один прибор этого класса — последний, который я отмечу, — это игольчатый регулятор-горелка Пиблса. По простоте в сочетании с замечательной эффективностью он, несомненно, опережает всех своих конкурентов. Несколько схожий по принципу с реометром Жиру, он отличается от этого прибора многими деталями конструкции; и, обходясь без использования жидкости, сохраняет равную эффективность в работе. Он был описан следующим образом д-ром У. Уоллесом в лекции на тему «Газовое освещение», прочитанной в Обществе искусств в январе 1879 года: «В небольшом цилиндре стоит так называемая игла, на острие которой покоится фланцевый конус из чрезвычайно тонкого металла. С одной стороны цилиндра есть небольшая трубка, отводящая газ, отверстие которой по площади зависит от действия конуса. Прибор с помощью винта, ведущего в боковую трубку, может быть настроен на подачу любого желаемого количества кубических футов, что он и делает с удивительной точностью, при условии, что давление газа составляет не менее 6/10 дюйма». Что касается эффективности прибора, д-р Уоллес далее заявил: «В проведенных мною испытаниях я не обнаружил, чтобы изменения объема при различных давлениях превышали 1 процент». Для ситуаций, где эта крайняя точность работы не является абсолютно необходимой или где скорость потребления должна быть неизменной, прибор изготавливается в несколько модифицированной и более простой форме. Небольшая трубка на боковой стороне прибора отсутствует, и газ пропускается через отверстия в нижней части конуса. С этим изменением конструкция становится ближе к конструкции реометра; но, как и в том приборе, здесь нет возможности изменять скорость потребления в соответствии с различными обстоятельствами.

Рис. 18. Игольчатый регулятор Пиблса.

ГЛАВА V.

Как было отмечено во введении к этому трактату, последние годы ознаменовались весьма значительным прогрессом в конструкции газовых горелок и в количестве света, который можно получить из каждого кубического фута потребленного газа. Несомненно, наиболее заметной чертой этого прогресса является успешное применение регенеративной, или, как было бы более уместно назвать, рекуперативной системы. Кратко говоря, она заключается в использовании тепла продуктов сгорания газового пламени (которое в противном случае рассеивалось бы в атмосфере) для повышения температуры газа перед его воспламенением; а также воздуха, необходимого для горения. Температура пламени светильного газа обычно оценивается в пределах от 2000° до 2400° по Фаренгейту; и поскольку продукты сгорания должны покидать пламя при температуре, немногим, если вообще, уступающей первой цифре, должно быть очевидно, что существует значительный запас тепла для использования в этом направлении. Значительная часть того большого количества тепла, переносимого продуктами сгорания, которое при обычных обстоятельствах передается окружающей атмосфере — часто повышая ее температуру до ненужной и вредной степени, — этим методом возвращается к пламени; интенсифицируя процесс горения и в значительной степени увеличивая осветительную способность, развиваемую из потребленного газа. Таким образом, конечный эффект операции заключается в создании концентрации тепла в пламени и преобразовании избыточного тепла в полезный свет. В сравнительно недавний период полезность этого процесса сильно оспаривалась; и многие люди упорно утверждали, что, поскольку непосредственным эффектом воспламенения является достижение температуры более 2000° по Фаренгейту, нагрев газа и воздуха до их сгорания может оказать лишь незначительное или вообще никакого полезного влияния на осветительную способность пламени. Однако ложность этого взгляда на дело убедительно доказывается практическими экспериментами; удивительно высокие результаты, даваемые горелками, построенными по регенеративной системе, в достаточной мере подтверждают правильность принципов, на которых они основаны.

Хотя, как правило, нагреваются как подача газа, так и подача воздуха, именно благодаря последнему достигается отмеченный полезный эффект; и это по двум причинам. Во-первых, потому что количество воздуха намного больше газа, который он должен сжечь; будучи при самом близком приближении к теоретическому совершенству в шесть раз больше его объема. Во-вторых, потому что четыре пятых объема воздуха состоит из инертного азота, который не вносит никакого вклада в тепло пламени, но при применении в своем обычном холодном состоянии отнимает у него немалую долю тепла. Тем не менее, нагрев самого газа также имеет весьма ощутимое влияние. В обычном газовом пламени всегда есть область отсутствия свечения вокруг головки горелки, простирающаяся на переменное расстояние от нее. Это вызвано частично теплопроводностью от пламени через горелку; но в большей степени охлаждающим действием выходящего потока холодного газа, что видно по тому, что он простирается дальше от горелки пропорционально давлению или скорости, с которой выходит газ. Вредный эффект, обусловленный первым, в значительной степени устраняется путем изготовления горелки из стеатита или другого непроводящего материала. Чтобы исправить последнее, ничто не поможет, кроме нагрева подаваемого газа.

Эффекты нагрева газа и воздуха. Эффект нагрева газа заключается в увеличении площади светящейся части пламени и, в меньшей степени, в повышении интенсивности накала, до которого доводятся частицы углерода. Когда газ выходит из горелки при температуре, немногим уступающей температуре воспламенения, содержащиеся в нем углеводороды немедленно разлагаются; освобожденные частицы углерода нагреваются до температуры накала; и светящаяся область пламени расширяется вниз, вплоть до поверхности горелки. Нагрев воздуха действует главным образом на создание и поддержание более высокой температуры пламени; и таким образом способствует развитию более высокой осветительной способности при той же площади пламени. В случае обычных газовых пламен холодная атмосфера, которой они окружены, отнимая тепло у пламени, препятствует достижению наиболее благоприятных условий для развития света. Однако, когда воздух, непосредственно окружающий пламя, был предварительно нагрет, частицы углерода (накаливание которых обеспечивает желаемую осветительную способность) достигают гораздо более высокой температуры; и, следовательно, излучают больше света.

Но есть еще одно направление, в котором предварительный нагрев подаваемого воздуха способствует развитию улучшенной осветительной способности. Будучи нагретым, его плотность снижается; так что в любом заданном объеме воздуха содержится меньше веса кислорода, чем в холодном состоянии. Следствием этого является то, что, поскольку к данной площади поверхности пламени подается меньше кислорода, отделенные частицы углерода остаются в состоянии накала в течение более длительного периода времени, прежде чем будут полностью сожжены. Таким образом, нагрев газа и воздуха перед сгоранием дает три различных результата: во-первых, частицы углерода высвобождаются раньше в пламени; во-вторых, они нагреваются до более высокой температуры; и, в-третьих, они дольше остаются в состоянии накала. Совокупный эффект всех трех заключается в улучшенной осветительной способности, развиваемой из потребленного газа.

Рис. 19. Регенеративная газовая горелка Боудича.

Еще в 1854 году принцип нагрева подаваемого воздуха к горелке Арганда с помощью отработанного тепла пламени был частично применен с некоторым успехом преподобным У. Р. Боудичем, магистром искусств из Уэйкфилда. Горелка г-на Боудича, которая показана на прилагаемой схеме, содержала, помимо обычного цилиндра, внешний стеклянный цилиндр, который простирался на некоторое расстояние ниже внутреннего и был закрыт снизу; так что весь воздух, необходимый для поддержания горения газа, должен был проходить вниз по кольцевому пространству между цилиндрами и при прохождении становился интенсивно нагретым при контакте с горячей поверхностью внутреннего цилиндра, а также за счет излучения от самого пламени. Эта горелка содержала много дефектов. Среди прочих, внутренний цилиндр не мог долго выдерживать интенсивный нагрев, которому он подвергался, и, как следствие, его приходилось часто заменять; нагрев воздуха осуществлялся не только продуктами сгорания, но, возможно, в большей степени за счет отвода тепла от самого пламени; в то время как в лучшем случае этот нагрев был лишь частичным. Тем не менее, несмотря на эти дефекты, горелка очень ясно показала полезные результаты, сопровождающие даже частичное применение этого принципа; так как в осветительной способности, которую она развивала из потребленного газа, был получен чистый прирост в 67 процентов по сравнению с обычной горелкой Арганда. Хотя недостатки, связанные с конструкцией горелки г-на Боудича, препятствовали ее широкому или даже значительному распространению, ее простота снискала ей славу того, что ее свободно копировали так называемые изобретатели более позднего времени.

Честь создания горелки, которая, применяя принцип регенеративного нагрева наиболее научным и полным образом, была бы также адаптирована к обычным условиям газового освещения, выпала на долю г-на Фридриха Сименса из Дрездена. После многочисленных экспериментов по этому вопросу в 1879 году этим джентльменом была изобретена горелка, воплощающая основные черты регенеративной системы; и столь значительным был прогресс, который ее показатели продемонстрировали по сравнению со всем, что было достигнуто ранее, столь широкой была перспектива дальнейших достижений, которая открылась, что можно справедливо сказать, что она ознаменовала новую эру в газовом освещении. В этой горелке продукты сгорания заставляли отдавать значительную часть своего тепла газу и воздуху, когда последние проходили к точке воспламенения; при этом само пламя не призывалось вносить какой-либо вклад в этот результат. Хотя, как это было естественно, первые попытки создания такой горелки были очень грубыми и лишь частично успешными в своих результатах, изобретатель упорствовал в своих попытках воплотить свои идеи в практическую и полностью удовлетворительную форму. Только после того, как она прошла через множество модификаций, горелка приобрела ту своеобразную форму, которая теперь отличает ее, и достигла своей нынешней стадии совершенства. Прежде чем приступить к описанию примера горелки в ее нынешнем виде, необходимо заявить, что принципы, воплощенные в изобретении г-на Сименса, одинаково хорошо адаптированы — и, действительно, с равным успехом применяются — к конструкции горелок с плоским пламенем и горелок Арганда; но поскольку отличительные черты изобретения общи для обоих классов горелок, будет вполне достаточно подробно описать одну из последних типов.

Характерной особенностью внешнего вида горелки Сименса, как видно из прилагаемой иллюстрации, является большая металлическая дымовая труба, предназначенная для создания тяги, отводящей продукты горения. Вход в эту трубу расположен немного выше вершины пламени; однако имеется ответвление дымохода, соединяющее основную трубу с внутренней частью горелки. Корпус горелки выполнен из металла, а его внутренняя часть разделена на три концентрические камеры. Самая внутренняя из них открыта сверху и увенчана фарфоровым цилиндром, который при зажигании газа оказывается окруженным пламенем. Эта камера закрыта снизу, но сообщается сбоку с вышеупомянутой ответвительной трубкой, или дымоходом, ведущим к основной дымовой трубе. Промежуточная камера сообщается в своей нижней части с подачей газа и заканчивается, на небольшом расстоянии от верха горелки, рядом небольших металлических трубок, которые подводят газ к точке воспламенения. Внешняя камера открыта как сверху, так и снизу и предназначена для подачи воздуха, поддерживающего горение газа. Для повышения интенсивности горения на вершине последней камеры имеется зубчатый дефлектор, а на нижней части фарфорового цилиндра — еще один, которые заставляют воздух более непосредственно воздействовать на обе стороны пламени. Существует также приспособление для подачи воздуха между внешней оболочкой воздушной камеры и стеклянной дымовой трубой, окружающей пламя; его цель — поддерживать трубу в охлажденном состоянии.

Вид сбоку. — Увеличенное сечение камер сгорания. Рис. 20. — Регенеративная газовая горелка Сименса.

Принцип действия горелки Сименса. Действие горелки заключается в следующем: когда газ воспламеняется у кольца трубок, нагретый воздух и продукты горения, поднимающиеся от пламени, создают тягу в основной дымовой трубе. Благодаря сообщению, установленному посредством бокового дымохода, во внутренней камере горелки и внутри фарфорового цилиндра, который ее венчает, создается частичный вакуум, или область низкого давления. Поскольку пламя заканчивается близко к устью последнего, большая часть продуктов горения вместо того, чтобы уходить в основную дымовую трубу, засасывается в фарфоровый цилиндр; таким образом, через внутреннюю часть горелки и по боковому дымоходу к основной трубе устанавливается поток. Тепло, уносимое продуктами горения, передается через стенки камер поступающим газу и воздуху; благодаря этому последние нагреваются до очень высокой температуры, прежде чем выйти из горелки и сгореть. Следствием этого является поддержание гораздо более высокой интенсивности горения; частицы углерода отделяются в пламени раньше и нагреваются до более высокой температуры; конечным эффектом является более высокий выход осветительной способности на кубический фут потребленного газа. Независимые испытания, проведенные различными опытными фотометристами, убедительно показали, что на каждый кубический фут газа получается свет, эквивалентный свету от 5 до 6 свечей, тогда как стандартная горелка Арганда «Лондон» дает свет только от 3 до 3½ свечей.

Хотя преимущества горелки Сименса многочисленны и очевидны, она не лишена недостатков. Они отчасти возникают по причинам, связанным с самим соблюдением условий, необходимых для обеспечения эффективности горелки. С каждым шагом вперед в повышении эффективности работы газовых горелок требуется все больше заботы и внимания при их использовании, чтобы получить те преимущества, которые они призваны обеспечить. Действительно, может показаться, что чем ближе конструкция горелки к совершенству, тем значительнее должны быть препятствия для ее широкого внедрения. Так, в рассматриваемой горелке, если подача газа становится избыточной, хвост пламени попадает в фарфоровый цилиндр, и внутри горелки оседает сажа, засоряя проходы и ухудшая работу горелки. Затем, чтобы горелка давала наилучшие результаты, необходимо, чтобы подача воздуха была точно отрегулирована в соответствии с количеством потребляемого газа. С этой целью вход в воздушную камеру в нижней части горелки закрыт перфорированной полукруглой чашкой, поворачивая которую можно увеличивать или уменьшать количество воздуха, поступающего в горелку, по мере необходимости. Более того, громоздкая конструкция горелки с ее дополнением в виде дымовой трубы и дымохода, а также сложным расположением трубок и камер придает ей несколько неуклюжий и неэстетичный вид, что может ослабить то благоприятное впечатление, которое она производит благодаря своим замечательным характеристикам. Но эти недостатки с лихвой перевешиваются несомненными преимуществами, обеспечиваемыми горелкой — улучшенным освещением в сочетании с экономичностью горения и удобствами, которые она предоставляет для обеспечения идеальной вентиляции.

Воодушевленные успехом г-на Сименса, другие изобретатели последовали по его стопам; в результате чего в настоящее время публике представлено множество горелок, воплощающих те же принципы, но различающихся деталями конструкции и степенью эффективности. Из них можно упомянуть горелки Гримстона, Торпа и Кларка; и, не описывая подробно конструкцию каждой горелки (дополнительные сведения о которых можно найти в «Реестре патентов» в Journal of Gas Lighting [14]), достаточно будет указать на основные моменты и отличительные особенности каждой из них.

Регенеративная горелка Гримстона. Горелка Гримстона (показанная на следующей странице) представляет собой, по сути, горелку Арганда, перевернутую вверх дном; газ выходит из нижних концов нескольких небольших трубок, расположенных по кругу. Струи пламени, сначала направленные вниз из устьев этих трубок, под действием конического дефлектора в центре кольца заставляют распространяться наружу и принимать горизонтальное направление; а при их слиянии друг с другом образуется непрерывный лист или кольцо пламени. Горизонтальное направление пламени поддерживается тем, что оно проходит под металлическим фланцем, облицованным белым фарфором или другим огнеупорным материалом; подача газа регулируется так, чтобы пламя заканчивалось как раз у внешнего края этого фланца. Перед входом в дымовую трубу продукты горения направляются через ряд вертикальных трубок, содержащихся в цилиндре, который концентричен внутреннему цилиндру, содержащему трубки подачи газа. Через внешний цилиндр проходит воздух, необходимый для поддержания горения, который должен нагреться, прежде чем достигнет точки воспламенения; и для того, чтобы продукты горения могли более полно передать свое тепло поступающему воздуху, цилиндр дополнительно пересекается полосками металлической сетки, которые проходят вокруг и между трубками (см. рис. 22 на следующей странице). Благодаря этому воздух интенсивно нагревается и, проходя среди узких трубок горелки, по которым подается газ, отдает часть своего тепла последним до того, как будет достигнута точка воспламенения. Таким образом, очень простым способом и воздух, и газ нагреваются до значительной температуры до того, как произойдет горение.

Что касается эффективности горелки, то на выставке газовых приборов, состоявшейся в Стокпорте в 1882 году (где она была удостоена золотой медали, как и горелка Торпа, о которой будет сказано ниже), при потреблении 9,84 кубических футов газа силой 17,5 свечей в час была получена осветительная способность 60,67 свечей (что равно 6,16 свечам на кубический фут); в то время как в другом случае, когда горелка потребляла 8,94 кубических футов в час, была получена осветительная способность 51,5 свечей (что равно 5,76 свечам на кубический фут) от газа того же качества. Утверждается, что для этой горелки одинаково хорошие результаты достигаются как при малых, так и при больших размерах; и это, если подтвердится на практике, должно во многом способствовать успеху и широкому внедрению горелки.

Рис. 21. — Регенеративная газовая горелка Гримстона.

Рис. 22. — Горелка Гримстона. План, показывающий регенеративное устройство.

Рис. 23. — Регенеративная газовая горелка Торпа.

Регенеративная горелка Торпа. Горелка Торпа создает цилиндрическое пламя, подобное пламени Арганда, но без помощи стеклянной дымовой трубы, которая является необходимым дополнением к последней горелке. С помощью дефлектора на внутренней стороне пламени последнее заставляют изгибаться наружу и принимать несколько выпуклую форму, чтобы избежать тени, которая в противном случае отбрасывалась бы газовой камерой в нижней части горелки. Над пламенем находится цилиндрическая дымовая труба, разделенная вертикальной перегородкой на две концентрические камеры, которые пересекаются рядом металлических ребер или выступов, проходящих через обе камеры. Внешняя камера предназначена для отвода продуктов горения; внутренняя — для прохода воздуха, питающего пламя; в то время как по центру внутренней камеры проходит трубка, подающая газ к точке воспламенения. Горячие продукты горения поднимаются от пламени через внешнюю камеру и отдают большую часть своего тепла выступам; посредством которых оно проводится во внутреннюю камеру и передается входящему воздуху. Общим недостатком регенеративных горелок является то, что из-за уменьшения скорости, с которой газ течет через горелку при расширении от нагрева, при запуске горелки газ должен быть открыт лишь частично, а количество постепенно увеличиваться по мере нагрева горелки; что требует значительного внимания. Чтобы предотвратить необходимость в этом внимании, в горелке Торпа имеется остроумное приспособление для автоматического регулирования количества газа, подаваемого к пламени. Центральная газовая трубка, о которой упоминалось выше, содержит латунный стержень, закрепленный с одного конца, а с другого соединенный с клапаном, регулирующим количество газа, поступающего в трубку. Сначала, когда газ зажигается, этот клапан почти закрыт; но по мере нагревания стержень удлиняется, постепенно открывая клапан до тех пор, пока не будет допущено полное количество газа, которое горелка должна потреблять. На Стокпортской выставке горелка Торпа была испытана со следующими результатами, как записано в отчете судей. После того как она прогорела около двух часов, «она дала осветительную способность 183 стандартных свечей при сжигании 27 кубических футов газа в час (что равно 6,77 стандартным свечам на кубический фут), при газе силой 3,5 свечей на кубический фут.... В другом эксперименте с тем же качеством газа, после горения в течение получаса, она дала, при аналогичных условиях, 154 свечи при потреблении 25,29 кубических футов в час, что дало осветительную способность 6,02 свечей на кубический фут».

Регенеративная горелка Кларка. В горелке Кларка нет ничего, что заслуживало бы особого внимания. По своим основным характеристикам она, по-видимому, построена по тем же принципам, что и горелка Гримстона, хотя это совпадение, несомненно, является лишь случайным [15]. Однако следует добавить, что по деталям конструкции она гораздо проще последней горелки; и, безусловно, она, по-видимому, очень мало теряет в эффективности из-за своей большей простоты, как показывает следующая выдержка из отчета г-на Ф. У. Хартли, известного фотометриста: «При скорости потребления 5,3 кубических футов газа в час количество света, излучаемого горизонтально, было равно 29,79 раза свету стандартной свечи. Таким образом, количество света, излучаемого на кубический фут газа, сжигаемого в час, было равно 5,62 раза свету стандартной свечи». И количество света, направленного непосредственно вниз, как говорят, «весьма заметно больше, чем количество света, направленного горизонтально». Подобно горелке Гримстона, она имеет форму перевернутой горелки Арганда; газ выходит из камеры в нижней части трубки, которая опускается через центр горелки. Продукты горения выходят через дымовую трубу; и при этом отдают часть своего тепла входящему воздуху, который подается к точке воспламенения через горизонтальные трубки, пересекающие дымовую трубу. Горелка заключена в подходящий фонарь, нижняя половина которого состоит из полушаровидного стекла; аналогичное устройство принято в связи с горелками Гримстона и Торпа.

Рис. 24. — Регенеративная газовая горелка Кларка.

Три вышеупомянутые горелки находились на публике недостаточно долго, чтобы можно было сформировать надежное мнение об их ценности при фактическом и длительном использовании. Хотя нет оснований полагать, что в данном случае произойдет нечто подобное, так часто случается, что результаты, показанные аппаратами на экспериментальной стадии или пока они все еще находятся под контролем изобретателя, не подтверждаются на практике, поэтому было бы неразумно высказывать какое-либо твердое мнение об их окончательной ценности на основе имеющейся информации. Однако следует искренне надеяться, что заметное расположение, с которым они были встречены, не ослабнет при более близком знакомстве; но что дальнейший опыт оправдает ожидания, которые были вызваны отличными характеристиками горелок до сих пор, и продемонстрирует одновременно их долговечность и реальную полезность.

После написания вышеизложенного изобретатели проявили значительную активность в создании новых горелок на основе регенеративного принципа или в улучшении существующих моделей. Конечно, пока еще слишком рано приходить к удовлетворительной оценке их фактической или относительной ценности; но можно надеяться, что благодаря повышенному вниманию, уделяемому этому предмету, появятся некоторые реальные и практические результаты, от которых выиграет потребляющая газ публика. На данный момент наиболее многообещающей из этого класса горелок, которая была введена в фактическое использование после появления горелки Сименса, является та, что представлена ниже.

Рис. 25. — Регенеративная газовая горелка Бауэра и Торпа.

Это модификация, направленная на большую простоту, прежней горелки Торпа, проиллюстрированной и описанной на стр. 69 этого трактата; и поскольку ее конструкция основана на тех же принципах, что и у той горелки, дальнейшее описание не требуется.

ГЛАВА VI.

Обзор газовых горелок был бы вряд ли полным без упоминания калильных горелок г-на Кламона и г-на Льюиса. Хотя их зависимость от искусственно создаваемого дутья или потока воздуха исключает их из списка приборов, применимых в обычных условиях, замечательные результаты, которые они дают, не менее чем их оригинальность, требуют для них по крайней мере беглого упоминания. Производство света с помощью этих горелок осуществляется совершенно иным способом и обусловлено совсем другими причинами, чем те, которые связаны с производством обычного пламени осветительного газа. В последнем случае развиваемая осветительная способность обусловлена исключительно углеводородами, содержащимися в газе, которые разлагаются под действием тепла пламени, при этом отделенный углерод нагревается до белого каления. В первом случае осветительная способность получается не непосредственно из газа; но используется тепло пламени, усиленное применением дутья воздуха, чтобы довести до каления какой-либо огнеупорный посторонний материал, который, таким образом, заставляют излучать свет. В горелке Кламона этим огнеупорным веществом является корзинка, состоящая из магнезии, спряденной в нити; в горелке Льюиса это клетка из платиновой проволоки.

Неискушенному читателю может показаться несколько удивительным, что столь замечательные результаты, какие дают эти горелки, могут быть получены при игнорировании в качестве источника света углеводородов, содержащихся в газе, и использовании их, наряду с другими компонентами, исключительно как источника тепла. Однако объяснение легко находится. Как было показано в предыдущей части этого трактата [16], основная масса обычного светильного газа состоит из компонентов, которые в процессе горения производят значительное тепло, но почти не дают света; осветительная способность, развиваемая в обычном газовом пламени, почти полностью зависит от очень небольшой доли тяжелых углеводородов, которые содержит газ. Таким образом, поскольку количество теплопроизводящих элементов, содержащихся в газе, совершенно несоразмерно светоизлучающим углеводородам, в обычном газовом пламени всегда производится больше тепла, чем необходимо для эффективного сжигания свободного углерода, который высвобождается в пламени в результате разложения тяжелых углеводородов. Это подтверждается тем фактом, что светильный газ обычно можно нафтализировать — то есть пропитать парами нафты — в значительной степени, прежде чем будет достигнут предел эффективного горения. Цель, преследуемая в калильных горелках, которые будут описаны далее, состоит в том, чтобы использовать при развитии осветительной способности совокупное тепло, производимое при сгорании всех компонентов газа. С этой целью тепло горения направляется на какой-либо огнеупорный материал, посторонний для пламени, но введенный в сферу его действия, и заставляет его раскалиться.

Эффект нагнетания дутья воздуха в газовое пламя. Дальнейшее объяснение превосходных результатов, даваемых этими горелками, можно найти в использовании искусственного дутья или потока воздуха. Действительно, без подобного устройства желаемая цель не могла бы быть достигнута. Тепло, развиваемое пламенем без посторонней помощи, рассеивается на слишком широкой площади, чтобы поднять температуру нагреваемого вещества до необходимой степени каления, позволяющей ему излучать достаточно света. Путем нагнетания потока воздуха в его центр пламя сжимается в меньший объем; и направляется более непосредственно на то самое место, где его тепло может быть наиболее эффективно использовано. Таким образом, хотя общее количество развиваемого тепла остается точно таким же, как и прежде, оно концентрируется на меньшей поверхности огнеупорного вещества; и последнее, следовательно, нагревается более интенсивно, или, другими словами, доводится до более высокой температуры. Весьма превосходная осветительная способность, которая при этом получается, обусловлена тем обстоятельством, что количество света, излучаемого раскаленным телом, увеличивается в более высокой пропорции, чем температура, до которой оно нагрето.

Калильная газовая горелка Льюиса. Переходя теперь к описанию горелок. Та, что изобретена г-ном Льюисом (различные формы которой проиллюстрированы на следующей странице), состоит из вертикальной трубки, соединенной у основания с подачей газа и увенчанной колпачком или клеткой из платиновой проволочной сетки; последняя представляет собой камеру сгорания, так как именно там сгорает смесь газа и воздуха. В нижнюю часть вертикальной трубки вставлено сопло воздушной трубы, через которое в горелку под давлением может нагнетаться подача воздуха, по типу паяльной трубки. Имеются также небольшие ответвительные трубки, ведущие в вертикальную газовую трубку и открытые в атмосферу. Через них в горелку поступает дополнительное количество воздуха; затягиваемое или всасываемое под действием основного потока, который течет через вертикальную трубку. Сходство с обычной горелкой Бунзена, следовательно, очень близкое. Смесь газа и воздуха, полученная таким образом, при воспламенении горит у платинового колпачка; развиваемое тепло заставляет последний сильно раскалиться и, таким образом, излучать яркий свет. Чтобы предотвратить проведение тепла от раскаленной платины через вертикальную трубку, между сетчатым колпачком и металлической трубкой проложен непроводящий материал — например, стеатит или фарфор.

Рис. 26. — Калильная газовая горелка Льюиса.

Свет, производимый этой горелкой, как говорят, ближе к дневному, чем свет, излучаемый обычным газовым пламенем (цвета текстильных тканей, например, видны при ее свете так же хорошо, как и при дневном); в то время как, поскольку он является результатом каления твердого тела, а не излучается пламенем, он не подвержен влиянию порыва ветра и сохраняет идеальную устойчивость при любых погодных условиях. Развиваемая осветительная способность, как заявлено, равна 5 стандартным свечам на кубический фут потребленного газа.

Калильная газовая горелка Кламона. Горелка г-на Кламона, которая показана на рис. 27, является гораздо более сложным аппаратом, чем предыдущая, и ее не так легко описать; но ее основные черты можно кратко перечислить следующим образом: — Воздух (который, как и в горелке г-на Льюиса, подается под давлением) при входе в аппарат разделяется на две части. Одна часть сразу смешивается с газом; остальная часть направляется через специально сконструированную трубку, состоящую из мелких кусочков огнеупорного материала, в камеру сгорания, или «фитиль», как ее называют, горелки. Этот «фитиль» представляет собой небольшую коническую корзинку, сделанную из своего рода кружева из спряденной магнезии, которая при доведении до каления теплом, производимым при сгорании газа, обеспечивает желаемое освещение. Смесь газа и воздуха подразделяется «распределителем» на две части, одна из которых идет прямо к магнезиевому «фитилю», чтобы там сгореть, в то время как другая распределяется среди ряда трубок, образующих так называемые «вспомогательные горелки», пламя которых используется для нагрева основной подачи воздуха; будучи направленным на стороны вышеупомянутой трубки из огнеупорного материала, через которую он подается. Таким образом, воздух нагревается до очень высокой температуры (1000° C, или 1800° по Фаренгейту, как говорят), прежде чем он воздействует на пламя. Результатом является производство самого интенсивного тепла внутри магнезиевой корзинки; последняя доводится до яркого каления и, таким образом, развивает высокую осветительную способность.

Рис. 27. — Калильная газовая горелка Кламона.

Магнезиевую корзинку необходимо заменять после использования в течение периода от 40 до 60 часов, так как она постепенно разрушается под действием интенсивного тепла, которому она подвергается; но поскольку стоимость, как говорят, незначительна, это не должно быть большим недостатком. Корзинка помещается у основания горелки, чтобы избежать тени, которая в противном случае отбрасывалась бы аппаратом; и она прикреплена к основному корпусу аппарата платиновыми проволоками. Что касается осветительной способности, то единственные сведения, которые были обнародованы, относятся к первым двум сконструированным моделям; одна из которых, как говорили, развивала свет, равный свету от 6,208 свечей, а другая — 9,72 свечей на кубический фут потребленного газа.

Рис. 28. — Улучшенная калильная горелка Кламона.

Новая горелка Кламона. В недавно разработанной модификации горелки (которая показана на прилагаемой иллюстрации) г-н Кламон обходится без искусственной подачи воздуха под давлением и пытается получить аналогичные результаты другими и более простыми средствами. С этой целью положение магнезиевого «фитиля» изменено на обратное (он помещен в верхней части аппарата); поток газа затягивает в себя количество воздуха с помощью устройства, точно такого же, как принятое в горелке Бунзена; в то время как дополнительная подача воздуха затягивается на пламя ускоренной тягой, создаваемой с помощью стеклянной дымовой трубы. Как и в более сложной и полной горелке, подача воздуха нагревается с помощью вспомогательных горелок внутри аппарата. Было заявлено, со слов г-на Кламона, что эта модифицированная горелка развивает из потребленного газа производительность около 6 свечей на кубический фут; что равно результатам, даваемым более сложным аппаратом. Если это подтвердится на практике, г-н Кламон добьется примечательного успеха. Однако целесообразно воздержаться от выражения какого-либо определенного мнения о ее достоинствах до получения дополнительной информации или до тех пор, пока горелка не будет испытана в этой стране.

ГЛАВА VII.

Последние упомянутые горелки можно сказать, знаменуют собой предел прогресса, который был достигнут к настоящему времени в конструкции аппаратов для получения света из светильного газа; и они напоминают мне, что я подошел к завершению своей темы. От непритязательной газовой струи, описанной Аккумом — горящей с вызывающей удивление устойчивостью и постоянством, «пока продолжалась подача газа», — до сложного аппарата г-на Кламона — это длинный путь изобретений; охватывающий труды многих отдельных и оригинальных работников в той же области и включающий многочисленные вариации в деталях горелок, которые не были затронуты в предыдущих замечаниях. Как было объявлено во введении, я рассмотрел в этом трактате только более важные или более успешные модификации, которые время от времени вносились в конструкцию газовой горелки. В дополнение к горелкам, о которых упоминалось, были изобретены многие другие, которые невозможно было бы адекватно описать, не растягивая трактат до чрезмерной длины. Некоторые из них (плод больших размышлений и тщательных экспериментов) получили в коммерческом успехе, который их сопровождал, не более чем заслуженную награду; другие (лишенные каких-либо реальных достоинств и в своей конструкции игнорирующие самые элементарные принципы экономичного горения) были введены в довольно широкое использование благодаря вводящим в заблуждение заявлениям и ложным представлениям их изобретателей и терпимы только из-за невежества публики; в то время как немало горелок последнего класса быстро нашли забвение, которого они вполне заслуживали. Однако было сказано достаточно, чтобы показать, что многие реальные улучшения были осуществлены в конструкции газовых горелок, и доказать, что с аппаратами, доступными в настоящее время, можно получить гораздо более высокую производительность от потребленного газа, чем это было возможно всего несколько лет назад.

Но хотя большой прогресс, который был достигнут в конструкции газовых горелок, несомненен, преимущества, которые должны были бы из этого проистекать, не были реализованы потребляющей газ публикой; и вряд ли будут реализованы в полной мере. Хотя остроумные и эффективные изобретения для использования отработанного тепла горения и для освещения путем каления могут, и, несомненно, будут в течение нескольких лет применяться гораздо шире, чем в настоящее время, вряд ли стоит ожидать, что они будут применяться повсеместно. Две причины препятствуют последнему результату — а именно, их первоначальная стоимость, а также забота и внимание, требуемые при их использовании. Кажется довольно определенным, что еще долгое время большая часть светильного газа, используемого для целей освещения, будет потребляться через простые горелки с плоским пламенем, которые до сих пор сделали так много для развития газового освещения. К счастью, так много было сделано для совершенствования этого класса горелок, что за очень небольшие затраты теперь можно получить результаты, намного превосходящие те, что раньше можно было получить только с помощью самых дорогостоящих и деликатных аппаратов. Для обычных ситуаций и требований улучшенные горелки с плоским пламенем, производимые Бреем, Брённером и Саггом, при разумном использовании, не оставляют почти ничего желаемого. При разумном использовании, повторяю, и с осторожным акцентом; ибо лучшие из горелок будут расточительными и неэффективными, если их использовать без должного учета условий, для которых они были созданы. То, что наиболее необходимо в наши дни и что лучше всего обеспечит продолжение использования светильного газа для целей освещения, — это более широкое распространение среди потребителей газа знаний о принципах горения, а также о простых мерах предосторожности, которые необходимо принимать, и условиях, которые должны быть выполнены при использовании газовых горелок. Доступные аппараты разнообразны и эффективны; что требуется, так это знание, как использовать их правильно. Способствуя более свободному распространению этих знаний, поставщики газа принесут немалую пользу своим клиентам и в то же время, несомненно, будут способствовать своим собственным интересам.

Примечание транскрибатора: Рисунок 11 и Рисунок 12 идентичны.

Сноски

[1] Пламя мерцает.

[2] Клегг, «Трактат о светильном газе», 1841 г., стр. 21.

[3] Поведение газового пламени при воздействии ветра (как показано на примере открытых огней на рынках и в подобных ситуациях) дает поучительную иллюстрацию теории светящегося горения. Внезапный порыв ветра заставляет пламя дымить, снижая температуру высвобожденного углерода ниже точки, при которой он может соединиться с кислородом воздуха. Постоянный ветер, дующий на пламя, полностью уничтожает его светимость, поскольку тепловая интенсивность пламени снижается ниже температуры, необходимой для разложения углеводородов; следовательно, последние сгорают без предварительного отделения углерода, и образуется несветящееся пламя — точно так же, как в горелке Бунзена или «атмосферной» горелке.

[4] См. Journal of Gas Lighting, том XVIII, стр. 88.

[5] Пламя мерцает.

[6] То же.

[7] Пламя сильно мерцает.

[8] См. Journal of Gas Lighting, том XXXII, стр. 423 и том XXXVI, стр. 376.

[9] Название «щелевой союз» (slit-union), которым г-н Брей предпочитает обозначать эту горелку, он утверждает, происходит от сходства ее пламени с пламенем горелки типа «рыбий хвост» (union-jet); в то время как оно получается с помощью щели.

[10] Хотя настоящий «крыло летучей мыши» (batswing) все еще находится в обычном использовании, я рассматриваю горелку с полым верхом как его «современного представителя»; видя, что во многих случаях она вытеснила прежнюю горелку, которой, по сути, является лишь улучшенной формой.

[11] Аккум, «Трактат о газовом освещении».

[12] Клегг, «Трактат о светильном газе», 1-е изд., стр. 197.

[13] См. Journal of Gas Lighting, том XXXIII, стр. 162.

[14] См. том XL, стр. 786, 950; и том XLII, стр. 836.

[15] Справедливости ради по отношению к г-ну Кларку следует упомянуть, что с тех пор, как вышеизложенное появилось в Journal of Gas Lighting, внимание автора было обращено на тот факт (который был им упущен из виду), что патент Кларка был получен за несколько месяцев до патента Гримстона или Торпа.

[16] См. гл. II, стр. 21.