В основе всех применяемых на практике способов О. лежит одно и то же явление накаливания твердых тел до такой температуры, при которой часть затрачиваемой на нагревание их теплоты превращается в световую энергию и они непрерывно испускают световые лучи того или другого рода. Характер и сила любого источника света зависят от двух самостоятельных причин ? от природы накаливаемого тела и от температуры, до которой оно нагрето; варьируя то и другое, можно разнообразить в широких пределах природу и силу получаемого света (см. Электрическое О. ? законы излучения). В простейших и наиболее древних по происхождению способах О. получение света основано на сжигании различных углеродистых веществ (дерева, смолы, масла, керосина и др.) в таких условиях, что находящийся в них углерод не сгорает вполне и частички его, оставаясь в твердом состоянии, накаливаются и дают свет. Наиболее совершенным из этих способов можно считать обыкновенное газовое О. (см. Горелки). Нужно, однако, заметить, что все эти способы О. посредством пламени разнообразных углеродистых веществ обладают очень малым коэффициентом полезного действия и вместе с тем дают малую абсолютную силу света, что легко объясняется двумя противоположными условиями, которым должно в этом случае удовлетворить пламя; для того, чтобы пламя могло давать свет, необходимо, чтобы в нем не было полного горения и оставались твердые частички несгоревшего углерода, а в то же время для достижения возможно более высокой температуры и силы света нужно вести горение при достаточном притоке кислорода воздуха. Из этого затруднения представляется один логический выход ? вести горение того или другого углеродистого вещества, в частном случае ? газа, при полном притоке воздуха, с целью достижения возможно более высокой температуры пламени и на счет его уже накаливать какое-нибудь постороннее тело, достаточно постоянное при высокой температуре и обладающее достаточной лучеиспускательной способностью. Насколько высокая температура может быть достигнута при условии полного горения в пламени некоторых газов, можно видеть из следующих данных (Науманн):
Окись углерода 3041¦ Ц. Пары бензола 2788¦ " Этилен 2747¦ " Пропилен 2706¦ " Водород 2669¦ " Метан 2444¦ "
Что касается твердых веществ, пригодных для этой цели, то большой выбор их имеется в виде разнообразных металлических окислов, которые в большинстве случаев отличаются большим огнепостоянством, а нередко дают при этом сильный свет. Попытки к практическому осуществлению указанной выше идеи встречаются уже очень давно. Так, Берцелиус еще в 1825 г. нашел, что окись циркония при накаливании в пламени гремучего газа дает интенсивный свет. Друммонд (1827) применил то же самое к извести и, как известно, получаемый этим способом друммондов свет (см.) находит себе применение еще и в настоящее время, обладая главным недостатком сравнительной дороговизны; но и с этим можно бороться, заменяя водород в гремучем газе светильным газом. Практическая разработка этого вопроса привела затем к заключению, что сила света при накаливании твердых веществ значительно возрастает, если их брать в тонком слое, в виде нитей или сетки. Первый, кто применил это на практике, был англичанин Тальбот (1834), который брал для этой цели обыкновенную, непроклеенную бумагу, напитывал ее солями кальция, придавал ей соответственную форму и затем сжигал; полученный при этом скелет, содержавший окись кальция, при накаливании в несветящем пламени издавал яркий свет. Из дальнейших усовершенствований в этом направлении нужно отметить работу Кламона (1881), который впервые применил для целей освещения газовые горелки с притоком воздуха по типу горелки Бунзена и калильные тела из магнезиальных соединений. Затем наш соотечественник Котинский (1881) начал применять для приготовления калильных тел окиси стронция, магния, алюминия, циркония и др. металлов и в техническом отношении подошел довольно близко к современному газокалильному О. Однако же, последнее своим техническим и промышленным развитием обязано главным образом Ауэр фон-Вельсбаху, который открыл, что наибольшей силой в отношении светового лучеиспускания обладают не отдельные окиси тел или других металлов, а смеси их в строго определенной пропорции. В первом патенте Ауэра (1885) даются только общие указания относительно способа приготовления калильных тел посредством напитывания некоторых тканей азотнокислыми или сернокислыми солями металлов редких земель ? циркония, лантана, иттрия, эрбия, церия, неодима и празеодима. Во втором и дальнейших патентах Ауэр указывает для той же цели уже ряд смесей из окисей тех же металлов, наприм., окисей лантана и тория, иттрия и тория, тория и урана, тория, лантана и магния. Энергичным сотрудником Ауэра в дальнейшей разработке этого вопроса явился Л. Гайтингер, которому удалось между прочим открыть, что примесь всего 1 % окиси хрома или марганца к окислам многих металлов редких земель значительно увеличивает их способность светового лучеиспускания. Несомненно, это наблюдение Гайтингера и послужило поводом к открытию Ауэром наиболее выгодного состава окисей металлов редких земель в виде смеси 99 % окиси тория и 1 % окиси церия, которая отличается необыкновенным светоизлучением и, несмотря на такую сравнительно ничтожную примесь церия, по силе света в 60 ? 70 раз превосходит чистую окись тория. Впрочем ранее, чем Ауэр успел взять патент на последнее изобретение, и другие лица независимо от него пришли к тому же самому; возникший на этой почве спор о праве эксплуатации этого изобретения был решен германским судом не в пользу Ауэра и потому с 1900 г. этот состав для приготовления газокалильных тел сделался всеобщим достоянием, что, разумеется, послужило новым толчком к широкому развитию и применению газокалильного О. Чтобы нагляднее представить влияние примеси церия на светоизлучение окиси тория, можно воспользоваться прилагаемой диаграммой (фиг. 1), где по горизонтальной оси измеряется примесь окиси церия в %, а по вертикальной ? сила света, получаемая при накаливании всех смесей в одинаковых условиях. Нужно, однако, заметить, что это в высшей степени интересное явление до сих пор не нашло себе точного теоретического объяснения, хотя и послужило предметом многих научных исследований. Судя по всем полученным данным, явление это очень сложно и зависит от нескольких самостоятельных причин. Во-первых, окиси тория и церия оказывают каталитическое влияние на реакцию горения водорода и других составных частей светильного газа; это легко обнаруживается, если погасить газокалильную горелку и тотчас же пустить в нее снова газ, при чем калильная сетка постепенно накаливается и может сама вызвать воспламенение газа. Результатом каталитического влияния окисей на горение может явиться развитие значительно более высокой температуры, а вместе с тем и большего светового эффекта (Бунте, Киллинг). Затем весьма возможно, что в указанном именно выше соотношении окиси тория и церия образуют твердый раствор, который обладает совершенно особенными свойствами в отношении светового лучеиспускания (Уайт, Руссель, Тревери). Наибольшее же значение должно иметь существенное различие окисей тория и церия в их отношении к накаливанию (С. К. Девилль, Фери). Дело в том, что окись тория обладает очень мало развитой способностью светового лучеиспускания, хотя и может быть нагрета до очень высокой температуры; чистая окись церия обладает огромной лучеиспускательной способностью в отношении теплоты, приближаясь в этом свойстве к абсолютно-черному телу, вследствие чего накалить одну ее до очень высокой температуры невозможно. Если же накаливать окись тория с небольшой примесью церия, то первое из этих веществ собирает в себе теплоту и нагревает вместе с тем примешанную к нему окись церия до такой температуры, какая совершенно недоступна для нее в чистом состоянии; благодаря такому совместному влиянию обоих веществ и получается необыкновенно яркий свет. Таким образом, агентом для превращения тепловой энергии в световую в этом случае является в сущности окись церия; роль же окиси тория сводится к тому, чтобы дать возможность окиси церия нагреться в достаточно сильной степени и поддерживать ее в этом накаленном состоянии. Эти рассуждения находят себе значительное подтверждение в опытах С. К. Девилля с тремя калильными колпачками, содержавшими чистую окись церия, затем ? окись тория и, наконец, смесь их в соотв. пропорции:
О. церия О. тория Ауэр. колпачок Количество употребл. газа (литр.) 208 232 216 Расход теплоты (калор.) 1004 1120 1043 Абсол. сила света (карс.) 1,07 6,77 18,75 Сила света на 100 лт. газа 0,51 2,92 8,67 " " " 1000 кал. 1,07 6,04 17,95
С открытием указанного состава калильного тела (99 % окиси тория и 1 % окиси церия) дальнейшая судьба газокалильного О. была вполне обеспечена и все усовершенствования в этом деле ограничивались деталями в отношении придания калильным колпачкам большей прочности и постоянства силы света, а также приспособления калильного О. к различным практическим случаям. Во всяком случае, уже через несколько месяцев после появления сведений о последнем открытии Ауэра было сбыто около 90000 газокалильных горелок (1892 г.). В ближайшие 1893 ? 1894 гг. газокалильное О. сильно распространилось в Германии и Франции и в 1894 г. в одном только Париже насчитывалось до 150000 газокалильных горелок. Сильно распространяясь за последние годы, газокалильное О. все более и более развивается в техническом отношении и становится решительным конкурентом О. электрического, чему много способствует утверждение еще новых способов спирто-калильного и керосино-калильного О.
ОСВЕЩЕНИЕ КАЛИЛЬНОЕ. Фиг. 1. ? Диаграмма светоизлучения окиси тория под влиянием примеси окиси церия. Фиг. 2 ?4. ? калильные колпачки. Фиг. 5 и 6. ? Разрез газокалильной горелки Ауэра. Фиг. 8 и 9. ? Спиртокалильная горелка Ауэра. Фиг. 13, 14 и 15. ? Керосинокалильная горелка "Сорто". Фиг. 16. ? Устройство керосинокалильного фонаря системы "Керос".
Фабрикация ауэровских газокалильных тел. Главную часть каждой калильной горелки составляет калильное тело (чулок, колпачок), фабрикация которого слагается из след. операций. 1) Из чистого хлопка или рами (см.) ткется длинный цилиндрический рукав особого, сетчатого строения и затем тщательно очищается посредством обработки соляной и фтористоводородной кислотой, промывается начисто водой и сушится. Из готового и очищенного рукава особой машиной нарезаются куски требуемого размера и с одного конца собираются в головку, край которой подрубается, а иногда для большей прочности обшивается полоской тюля. Нужно заметить, что все работы с очищенным уже рукавом и нарезанными колпачками требуют необыкновенной аккуратности и чистоты, так как малейшее загрязнение ткани пагубно отзывается на успехе дальнейшей работы. 2) Готовые колпачки напитываются раствором азотнокислых солей тория и церия (раствор водный, крепостью около 40 %), содержание которых рассчитано так, чтобы после обжигания колпачков в них получилось известное уже соотношение окисей этих металлов. Напитанные раствором колпачки отжимаются вальками от избытка жидкости, расправляются на особых стеклянных формах и затем высушиваются при 25 ? 30¦ Ц. Для того, чтобы несколько укрепить головную часть колпачка, она покрывается еще особым составом, содержащим соединения магния, алюминия и некот. др. металлов. 3) После того как колпачки совершенно высохнут, в головку их вплетается асбестовая нить, из которой делается ушко для подвески их в лампах. 4) Обжигание колпачков производится в два приема. Предварительно они надеваются на особые формы и тщательно разглаживаются для уничтожения складок и морщин, затем вешаются на металлические крючки и обжигаются посредством обыкн. бунзеновской горелки до полного сгорания ткани и превращения солей тория и церия в окиси; но так как после этой операции колпачки немного сморщиваются и теряют форму, их еще раз прокаливают на особых горелках, которые вводятся внутрь колпачков и работают на газе под сильным давлением, при чем колпачки выравниваются и принимают свою окончательную форму. 5) Для того, чтобы придать обожженным уже колпачкам необходимую для перевозки прочность, их покрывают слоем коллодиума, вымачивая для этой цели в слабом растворе коллодионного хлопка с небольшой примесью касторового масла и камфары. Окончательно высушенные и готовые калильные колпачки (фиг. 2 ? 4) укупориваются в картонные цилиндрические коробки, а часть идет на контрольное испытание.
ОСВЕЩЕНИЕ КАЛИЛЬНОЕ. Фиг. 7. ? Висячий газокалильный фонарь. Фиг. 10 и 11. ? Спиртокалильная горелка системы "Амор". Фиг. 12. ? Спиртокалильная горелка для сильного света, системы Секуляр. Фиг. 17, 18 и 19. ? Устройство керосинокалильного фонаря системы "Керос".
Газокалильное О. Горелки, назначенные для накаливания ауэровских колпачков, по своему устройству напоминают обыкн. бунзеновскую горелку (см.). На фиг. 5 и 6 представлен разрез нормальной ауэровской горелки; газ выходит через нижнее, центральное отверстие и, проходя по трубке вверх, всасывает через боковые отверстия воздух, приток которого рассчитан так, чтобы на 1 об. газа приходилось около 2,8 об. воздуха. Этого количества воздуха еще недостаточно для полного горения его; но в таких горелках увеличивать примесь воздуха не следует по двум причинам: во-первых, в горении принимает еще участие кислород воздуха, притекающего к пламени извне, а во-вторых, при дальнейшем увеличении примеси воздуха в горелке образуется легковоспламеняющаяся взрывчатая смесь, вследствие чего пламя легко проскакивает внутрь горелки и она перестает работать нормально. Колпачок укрепляется на горелке двояким способом ? на металлическом крючке, находящемся с боку ее, или на центральном стержне, поставленном по оси горелки; последний способ удобнее и чаще практикуется. Для защиты колпачка, а также для увеличения тяги в горелке, она снабжается еще стеклом той или другой формы. Для получения наилучшего светового эффекта газокалильная горелка должна удовлетворять следующим условиям: 1) соотношение светильного газа и воздуха должно быть урегулировано согласно данным выше указаниям; 2) газ должен подаваться в горелку в достаточном количестве и с достаточной скоростью; 3) калильный колпачок должен находиться во внешней, самой горячей части пламени, которое должно отчасти проходить ткань колпачка насквозь. Кроме обыкновенных газокалильных горелок, дающих нормальный свет около 60 ? 70 свечей, имеется целый ряд горелок для так наз. " сильного света ", дающих до 1500 ? 1800 свечей. Горелки этого рода можно разделить на два типа ? для газа под обыкн. давлением и для газа под высоким давлением. К первой категории относится очень известная лампа Лукаса, в которой интенсивное горение достигается главным образом очень сильной тягой через высокую трубу, при чем отношение воздуха к сгорающему газу необыкновенно велико и по объему превосходит его в 8 ? 9 раз; этими горелками освещена, напр., улица Фридрих-Штрассе в Берлине. В газокалильных горелках для высокого давления, к числу которых относятся системы Селас, Милениум, Фарос и др., светильный газ заранее прессуется особыми насосами до давления в 1300 ? 1400 мм. водяного столба (вместо обычных 30 ? 60 мм.) и, выходя под таким давлением в горелках особой конструкции, с богатым притоком воздуха, развивает очень энергичное горение, совершенно недоступное для обыкновенного газа. Пламя в этих горелках настолько сильно, что приходится брать специальные калильные колпачки с двойной тканью, что еще более усиливает световой эффект. Применяя тот же способ прессования газа, между прочим удалось сделать висячие газокалильные фонари (фиг. 7), в которых пламя и колпачок направлены вниз, что в смысле распределения света представляет несомненные выгоды и позволяет газокалильным горелкам конкурировать с электрическим О. При всех преимуществах и экономических выгодах газокалильного О., по сравнению с электрическим, оно страдает одним крупным недостатком ? необходимостью зажигать и тушить каждую отдельную горелку, что естественно усложняет и удорожает уход за этим О. И потому понятно, что в технике газокалильного О. давно уже производятся попытки к введению автоматических способов зажигания и тушения газовых горелок. Не входя в частности описания применяемых для этой цели приспособлений, укажем только важнейшие виды их: 1) воспламенение посредством маленького пламени (Microbrennеr), которое все время горит под верхним отверстием горелки; 2) воспламенение посредством маленького пламени, которое тухнет в момент зажигания горелки и наоборот воспламеняется в момент тушения ее; 3) зажигатели с губчатой платиной, основанные на способе водородного огнива (см.); 4) зажигатели из платиновой проволоки, которая предварительно нагревается электрическим током, а затем накаливается сама собой под действием светильного газа; 5) зажигатели из сильно накаливаемой платиновой проволоки; 6) зажигатели с электрической искрой; 7) пневматические зажигатели и тушители; 8) зажигатели с часовыми механизмами. Многие из этих приспособлений введены уже в практику и при помощи их является полная возможность производить воспламенение и тушение целых серий горелок или уличных фонарей из одного центрального пункта, как при электрическом О. Применяя газокалильные горелки для уличного О., приходится считаться с одним неприятным обстоятельством ? сильных и частых сотрясений, получаемых от мостовой и губительно действующих на колпачки. С целью предохранения газокалильных горелок от этих сотрясений, в них вводят особые пружинные приспособления и соединительные части, которые сильно смягчают все толчки и удары. Светильный газ, применяемый в газокалильных горелках, может быть с успехом заменен другими горючими газами ? ацетиленом, водяным газом, карбурированным воздухом (воздух, насыщенный парами бензина), а также парами некоторых легколетучих жидкостей, из которых в настоящее время уже применены винный спирт и керосин, послужившие к созданию еще новых форм ? спиртокалильного и керосинокалильного О.
Спиртокалильное О. Винный спирт давно уже находит себе применение в спиртовых горелках для нагревания, представляя то удобство, что он сравнительно легко испаряется (темп. кип. 78¦Ц.), а пламя его обладает довольно высокой температурой и совершенно не коптит. Не будучи светящим, пламя спирта само по себе служить для целей О. не может; но благодаря тому же обстоятельству оно делается особенно удобным для калильного О. Общие основания устройства спиртокалильных горелок те же самые, что и газокалильных и вся особенность их в том, что в них необходимо иметь особое пространство и приспособление для обращения спирта в пары, которые затем смешиваются с воздухом и горят так же, как обыкнов. газ. Все спиртокалильные горелки в зависимости от их устройства можно разбить на 3 группы. В горелках первой группы образование паров спирта производится посредством нагревания небольшим пламенем того же спирта особого пространства, куда спирт все время подается посредством фитилей; примером такого устройства может служить спиртокалильная горелка Ауэра (фиг. 8 и 9). В горелках второго типа испарение спирта обеспечивается на счет теплоты горения, которая передается посредством особых металлических частей от пламени к тому месту, куда спирт подается тоже фитилем; пример ? горелка системы " Амор " (фиг. 10 и 11). Наконец, третий тип спиртокалильных горелок, назначенных специально для сильного света в 250 свечей и более, отличается от двух первых тем, что в них резервуар со спиртом расположен выше самой горелки и потому спирт подается в нее без фитилей, под давлением собственного веса; пример ? горелка системы Секуляр (фиг. 12). Спиртокалильные горелки представляют большую выгоду сравнительно с газокалильными в отношении их портативности и дают возможность применять калильное О. там, где нет светильного газа. Сравнивая же спиртокалильное О. с О. обыкнов. керосиновыми лампами, можно отметить целый ряд крупных преимуществ его: 1) количество тепла, выделяемое спиртокалильной лампой в 50 свечей за 1 час ? около 575 кал., между тем как соответственная керосиновая лампа в тех же условиях дает 1500 кал., т. е. почти в 3 раза больше; 2) количество углекислого газа, образующегося при горении 100 гр. 90 %-ного спирта равняется 163 гр., а на то же количество керосина получается 312 гр. его; если же взять спиртокалильную лампу и керосиновую лампу по 25 свечей, то первая из них за 1 час дает 86 гр. углекислого газа, а вторая ? 234 гр., т. е. то же почти в 3 раза больше; 3) уход за спиртокалильными лампами проще и совершенно отсутствует копоть; 4) свет, даваемый спиртокалильными лампами, ближе подходит по характеру к дневному; 5) по стоимости спиртокалильное О. одинаково с керосиновым; так, по расчету на цены, существующие в Германии, 25 свечей в час в керосиновых лампах обходятся около 2 пф., а в спиртокалильных ? 1,8 пф. Если принять в расчет стоимость калильных колпачков, то и можно принять, что оба О. по стоимости тождественны. Для того, чтобы судить о современном распространении спиртокалильного О., можно воспользоваться след. данными. Еще в 1899 г. в Кёнигсберге на всех улицах, не имеющих газа, введено спиртокалильное О.; почти одновременно такое же О. введено в Магдебурге, Бреславле, Бауцене, Крейцнахе и др. Баварские железные дороги в 1899 г. расходовали на О. 1/4 миллиона литров спирта (соотв. 2 млн. часов горения), а прусские железные дороги ? 1/2 млн. литр. спирта (соотв. 3,5 млн. часов горения). Таким образом, спиртокалильное О. давно уже получило применение в широких размерах и для Германии в частности, в которую ежегодно ввозится на 60 млн. марок керосина, замена этого продукта собственным винным спиртом имеет большое экономическое значение. Рассматривая вообще условия конкуренции этих двух материалов для целей О., небезынтересна след. статистическая справка. Общая, мировая добыча винного спирта за один год (1903 г.) достигает 2,5 млн. тонн; большая часть его идет на приготовление спиртных напитков и на цели О. может остаться самое большее 1/2 млн. тонн. Между тем мировое потребление керосина в год доходит до 12 млн. тонн, из чего не трудно видеть, что, несмотря на все свои преимущества, спиртокалильное О. не может вытеснить совершенно О. керосиновое. Но во всяком случае спиртокалильному О. предстоит большая будущность, а его дальнейшее развитие не может быть остановлено недохватом винного спирта, так как в случае потребности дело винокурения может быть поднято еще в больших размерах. В этом отношении небезынтересны след. расчеты Шоппера. Один гектар картофельного поля в Германии дает около 150 двойных центнеров картофеля, из которого может быть приготовлено самое меньшее 16,5 гектолитров винного спирта; а этого количества спирта совершенно достаточно для двенадцати больших спиртокалильных фонарей, при ежедневном горении их около 3 часов в течение круглого года. Таким образом одного гектара картофельного поля достаточно для О. спиртокалильными горелками села средних размеров в течение всего года.
Керосинокалильное О. Обладая высокой теплотворной способностью и будучи сравнительно дешев, керосин является очень ценным горючим материалом для калильного О. Но, применяя его для этой цели, приходится встретиться с двумя серьезными затруднениями; во-первых, керосин кипит довольно высоко (около 150¦ Ц.) и потому образование паров его идет значительно труднее, чем у спирта, а, кроме того, состоя в главной массе из углеводородов, он требует для достижения полного горения значительно большого притока воздуха и при малейшем нарушении этого условия начинает гореть коптящим пламенем. Первая керосинокалильная лампа была построена Лукасом, но оказалась не особенно удачной; впоследствии появился еще целый ряд горелок этого рода, но все они существовали очень недолго и благодаря своей непрактичности скоро исчезли из употребления. Главный недостаток этих керосинокалильных ламп состоял в том, что вначале они работали прекрасно, а затем без всякой видимой причины начинали коптеть, при чем калильный колпачок покрывался черным налетом и световой эффект лампы сильно падал. Существующие в настоящее время керосинокалильные горелки представляют два типа ? с фитилем и с подачей керосина под давлением. Лампы первого рода по своему устройству напоминают обыкн. керосиновые лампы; образцом их может служить керосинокалильная горелка " Сарто " (фиг. 13, 14 и 15). Подача керосина из резервуара в горелку производится посредством тонкого фитиля, который может, как и в обыкн. лампах, передвигаться вверх и вниз. Над верхним срезом фитиля имеется круглая шайба и в этом узком пространстве и должно происходить образование керосиновых паров и газов и их энергичное горение. Необходимый для горения воздух вводится главным образом через внутренний канал, имеющийся в горелке и кроме того через наружный кольцевой канал, идущий вдоль фитиля и открывающийся у наружного края его верхнего среза; таким большим притоком воздуха с двух сторон и достигается совершенно несветящее пламя с очень высокой температурой. Для большого удобства обращения калильный колпачок укрепляется на крючке, соединенном с особой съемной муфтой и вместе с ней и со стеклом может быть снят с горелки без всякой опасности повреждения. Средняя сила света таких горелок ? 60 ? 70 свечей; при уходе за ними нужно обращать внимание на след. обстоятельства: необходимо употреблять хороший, чистый керосин и подходящий фитиль, чаще осматривать и чистить верхний срез фитиля, регулировать положение фитиля и избегать малейшего образования копоти и, наконец, следить за тем, чтобы горелка во время горения не особенно сильно нагревалась. Нужно заметить, однако, что до сих пор еще керосинокалильные горелки этого типа не отличаются достаточным совершенством и несмотря на самый тщательный уход нередко коптят. Значительно больший успех достигнут в керосинокалильных горелках второго типа, в которых подача керосина производится без фитилей, давлением сжатого воздуха или другого газа; но они имеются только для большой силы света, достигающей 500 ? 2000 свечей, и потому предназначены для О. улиц или больших помещений. Представителем подобных горелок может служить керосинокалильный фонарь " Керос " (фиг. 16, 17, 18 и 19). Резервуар (фиг. 16) с керосином (предпочтительно русским) находится внутри фонарного столба и сообщается с небольшой бомбой, содержащей жидкую углекислоту, давлением которой керосин подается по трубке в самую горелку. Здесь керосин попадает прежде всего в особый газообразовательный аппарат, верхняя часть которого находится над горелкой, и на счет развиваемой при горении теплоты отчасти испаряется, а отчасти подвергается разложению образованием горючих паров и газов, которые проводятся по особой трубке под колпачок и там, выходя под значительным давлением и смешиваясь с воздухом, энергично сгорают. Для того, чтобы привести эту горелку в действие, открывают кран бомбы с углекислотой и в то же время подогревают газообразовательный аппарат небольшой спиртовой горелкой до начала образования газов, что дальше продолжается уже само собой. Применение для давления углекислоты очень удобно и вместе с тем достаточно экономично, так как небольшой бомбочки с жидкой углекислотой хватает на 4 ? 6 мес. и ее приходится переменять не более 2 ? 3 раз в год. Имеется еще целый ряд подобных керосинокалильных горелок, отличающихся от описанной только тем, что в них резервуар с керосином находится непосредственно при самой горелке и давление производится сжатым воздухом, который нагнетается в особый резервуар до 5 ? 6 атм. По силе света такие керосинокалильные фонари ничем не уступают электрическим дуговым лампам, но значительно экономичнее их, так как на одно и то же количество света керосинокалильные горелки требуют в 4 раза меньшего расхода, чем электрическое О. Если к этому прибавить, что керосинокалильное О. не требует никаких устройств в роде электрических станций и сети дорогих электрических проводов, то делается понятным, что керосинокалильное О. горелками этого типа является сильным конкурентом электрическому О., будучи совершенно незаменимо в особенности там, где нет газовых заводов, как напр. на удаленных от города фабриках, железнодорожных станциях, в небольших местечках и т. д.
Сравнительная экономия различных способов О. Для того, чтобы указать более определенно положение калильного О. в техническом и экономическом отношении среди других источников света, воспользуемся опытными данными Веддинга, собранными в двух след. таблицах и относящимися к двум самостоятельным сериям опытн. исследований.
Род освещения Сила света Полный расход в 1 час Расход на 1 свечу-час Стоимость Материала или энергии Теплоты в кал. Материала или энергии Теплоты в кал. 1 свечи- часа в пфенн. Светильн. газ ? горелка бабочкой 30 399 лит. газа 1995 13,3 лит. 66,5 0,21 " " круглая горелка 20 200 " " 1000 10,0 " 50,0 0,16 " " регенератив. гор. 111 408 " " 2042 3,68 " 18,4 0,06 " " газокалильная гор. 50 100 " " 500 2,0 " 10,0 0,03 Спиртокалильная горелка 30 0,0570 лит. сп. 318 0,00190 лит. 10,6 0,07 Керосиновая лампа (14 лин.) 30 0,1077 " кер. 960 0,00359 " 32,0 0,07 Керосинокалильная лампа 40 0,0500 " " 550 0,00125 " 13,7 0,025 Ацетилен 60 36 лит. ацет. 534 0,6 лит. aц. 8,90 0,09 Электрич. лампочки накаливания 16 48 Ватт 41,4 3,0 Ватт 2,59 0,18 Электрич. дуговая лампа 600 258 Ватт 222 0,43 Ватт 0,37 0,025
При составлении этой таблицы основанием послужили следующие данные: теплотворная способность 1 куб. м. свет. газа ? 5000 кал., 1 кг. спирта ? 7000 кал., 1 кг. керосина ? 11000 кал. и 1 кг. ацетилена ? 12000 кал. Стоимость 1 куб. м. свет. газа ? 16 пф., 1 литр. спирта ? 35 пф., 1 литр. керосина ? 20 пф., 1 кг. карбида кальция ? 45 пф., 1000 Ватт-часов ? 60 пф. (Берлин). Все приведенные в таблице данные конечно подвержены некоторым колебаниям, но могут считаться наиболее употребительными и вероятными (1898 г.). В позднейшее время Веддинг произвел новый ряд исследований, в которые вошли некоторые новые, не испытанные ранее способы О. и потому полученные им новые данные приводятся в следующей таблице:
Род освещения Сила света в свечах Часовой расход Расход теплоты в 1 час в калор. Колич. теплоты Стоимость в один час Кол-во углекисл. газа в 1 час в литрах Горизонт. Сферич. на 1 свечу Гефнера в калор. Общ. в пф. На 1 свечу в пф. Керосинокалильное О. 14,8 13,2 43,6 грам. 480 36,40 1,09 0,083 70,1 Спиртокалильное О. 65,3 42,9 129 " 698 16,30 3,78 0,088 119,0 Газокалильное О. 73,8 52,3 112,3 лит. 573 11,00 1,39 0,027 59,1 Газокалильное с давлением 303,0 214,0 272 " 1387 6,48 3,86 0,018 143,0 Свет Лукаса 581,0 411,0 630 " 3210 7,82 7,78 0,019 332,0 Свет Милениум 1500,0 1060,0 1200 " 6120 5,77 14,80 0,014 631,0 Электрич. лампа накаливания 18,3 12,8 59,1 Ватт 51 3,99 2,36 0,184 0 Осмиевая лампа 42,3 31,4 48,7 Ватт 42,1 1,34 1,95 0,062 0 Лампа Нернста 184,5 113,0 213 " 184 1,63 8,52 0,075 0 Электрич. дуговая лампа ? 400,0 440 " 380 0,95 17,60 0,044 10,7 Электр. дугов. с пламенем. ? 1880,0 440 " 380 0,202 17,60 0,009 21,4
Имея в виду, что все способы освещения основаны на превращении теплоты в световую энергию, интересно сравнить их в отношении коэффициента полезного действия (см. ниже таблицу), выражая его количеством теплоты, которую действительно удается превратить в свет; но нужно при этом иметь в виду, что эта характеристика различных способов освещения имеет более теоретическое значение и не всегда может быть сравниваема с действительной стоимостью их.
Теоретический расход на 1 свечу Гефнера в 1 секунду = 0,04522 калории.
Род освещения Каждая свеча Гефнера в 1 сек. требует калорий Коэффициент полезного действия Потерянная теплота Светильный газ ? горелка бабочкой 18,50 0,24 % 99,76 % " " круглая горелка 13,90 0,33 " 99,67 " " " регенеративная горелка 5,12 0,88 " 99,12 " " " газокалильная горелка Ауэра 2,78 1,63 " 98,37 " Спиртокалильное 2,95 1,53 " 98,47 " Керосиновое обыкновенное 8,90 0,51 " 99,49 " Керосинокалильное 3,82 1,18 " 98,82 " Ацетилен 2,47 1,83 " 98,17 " Электрич. лампочка накаливания 0,72 ? 0,96 4,7 ? 6,3 % 95,3?93,7 % Электрич. дуговая лампочка 0 , 2 ? 0,4 3,4 ? 11,1 " 66?88,9 " Лампа Нернста 0,359 12,6 % 87,4 %
По теории и технике калильного О. имеется обширная литература; из позднейших трудов можно указать: Т. Schopper, "Die Gasgluhlicht-Beleuchtung" (1904) и Е. B ohm, "Das Gasgluhlicht". В последнем приведена полная библиография вопроса о калильном О. и собраны все патенты.
А. Сапожников.