«Газовые горелки: старые и новые»

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.