![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
ermiak.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruИли опять о доступном освещении. Переработано и дополнено.
Вообще, до совсем недавнего времени "ночь" означала "темноту". И искусственное освещение в лучшем случае "было". В смысле, было, но света толком не давало. Впрочем и сейчас свечение самых ярких светильников солнечным днем разве что "заметно", а в конце 18 века ситуация была практически безнадежной. Газовые фонари только-только запатентованы, более-менее приличным осветительным прибором была свеча и основной прогрес вертелся вокруг лучшего материала для ярких свеч. Масляные же лампы по конструкции не отличались от лампвремен Аладдина бронзового века. Наиболее перспективной же была лампа Арганда, о которой я уже писал в керогазном посте. Но даже лучшая лампа Арганда на самом лучшем (еще не изобретенном) керосине могла дать ну.. чуть больше десятка свечей. Это в сколь-нибудь вменяемом размере. К аргандовым лампам (новье и хайтек по тем временам) мы еще вернемся, а пока канделябры и люстры, утыканные свечами у богатых, и лучины у бедных остаются основой освещения.
Картинки беспардонно смародерствованы с https://classicpressurelamps.com http://www.aladdinlamps.info https://williamsugghistory.co.uk https://www.luikerwaal.com и оставшейся части интернетов, так что смотреть их можно на свой страх и риск (если совесть вам позволяет игнорировать авторские права). Да, на этот раз даже русскоязычный сегмент выглядит не так бледно, как следовало бы ожидать и принес несколько интересных статей и переводов. И даже часть терминологии уже имеет русские аналоги:)
Ч1. Большие дети.
на грани 18 и 19 веков в руки к ученым попадает новая игрушка - горелка типа паяльной трубки, но на водород-кислородной смеси. Она давала стабильное бесцветное пламя температурой под 2800 градусов - и физики с химиками немедленно начали поджигать и плавить новой горелкой все, до чего дотягивались руки. И шо? Водородное пламя бесцветно и светить не может, да и полосочки в спектроскопе тоже не светят и не греют...
В начале 1820-х британский ученый(тм) Гёрни заметил, что оксид кальция в бесцветном пламени водородной горелки начинает светить белым светом. Вот примерно так:
Эффект заинтересовал и Герни, и других физиков. Почти сразу же Берцелиус обнаружил подобный эффект у солей циркония, а Томас Друммонд, увидев демонстрацию света оксида кальция у Фарадея, вдруг понял: ЭТО ИДЕЯ!
Ч2. В свете софитов
Идея Друмонда была проста, как лом. Раз оксид кальция светится в пламени водородной горелки - значит так и нужно светить! В смысле, водородной горелкой на вращающийся кусок этого самого оксида. Именно такой осветитель он и предложил в 1827 году.
Для городского и вообще какого-либо освещения подобное устройство было дорого и сложно, но вот в театрах освещение сцены "Друммондовым светом" вполне прижилось. Государственные и пожарные надзоры были еще беспомощны, а все большие пожары были еще впереди, так что новый яркий светильник еще несколько десятков лет оставался на сцене. Яркость списывала все недостатки включая пожароопасность и взрывоопасность водорода. Наверное.
В общем, в такой форме калильное освещение прижилось только в театре (где и стало непосредственной причиной изобретения "железного занавеса" лет через 50).
Очевидно, у Друммондова света была пара крупных недостатков:
1. Это водород. Газ редкой падлючести и взрывоопасности. Вырабатывался на специальных установках или в переносном генераторе типа автогена. В любом случае, водород следовало заменить на что-нибудь еще.
Водород можно заменить, например, светильным газом. Это смесь водорода и угарного газа, способная гореть ярким пламенем. Светильный газ вырабатывался на специальных газовых заводах, был ядовит, взрывоопасен - но очень популярен в городах - потому, что ничего лучше для освещения не было.
Или ацетиленом. Ацетилен тоже отлично горит ярким пламенем - но по взрывоопасности и падлючести превосходит даже водород. В небольшом фонаре его еще можно использовать, но в крупных системах он рано или поздно приведет к катастрофе. Впрочем до изобретения карбидного генератора лет через 70, об ацетилене говорить нечего. Он есть, но в промышленных количествах его нет.
Можно даже природным газом, но это уже совсем фантастика - кто будет тащить через сотни километров газ, который толком и светить-то неспособен?
2. Это сама конструкция светильника, сложная и, опять же весьма проблемная.
Во-первых, сама горелка. Для работы кислородной горелки нужен подвод газа и кислорода. Это нормально для лаборатории, но слишком дорого для городских фонарей. Кроме того, у большинства кислородных горелок есть пренеприятнейшая способность к "обратному удару", когда пламя проскакивает в горелку и с шансом отправляется по шлангу в сторону баллона с газом. Это особенно актуально для горелок с низким давлением топливного газа. А значит, кроме всего остального нужны еще специальные клапаны или гидрозатворы, чтоб обратный удар не дошел до топлива.
Казалось, бы, все просто. Атмосферная инжекторная горелка, правда же, попаданцы? Она проста, к обратным ударам практически не склонна (иначе газовые плиты так и не появились бы), требует подачи только топлива и вообще замечательна во всех отношениях. Вот только пресловутая бунзеновская горелка появится только лет через двадцать. В 50-х годах, почти одновременно с керосином. И до фонарей она дойдет лет еще через эндцать. А самое главное: температура пламени атмосферной инжекторной горелки заметно ниже кислородной, так что ни о каком ярком свете оксида кальция или циркония речь идти вообще не может.
3. Соотношение газов нужно точно регулировать, причем в реальном времени. Здесь техническая мысль 80 лет вертелась, как могла. От газовых подушек
Как простых, так и спаренных
Иногда оснащенных регулировочным механизмом из говна и палок
И вплоть до специальных помп с цилиндрами разного диаметра для накачки нужного соотношения водорода и кислорода
Это очень позднее устройство, времен заката друммондова света - но все равно сложное и хреновое.
В общем, наилучшие результаты регулировки показывало только одно устройство - "интеллектуальный сервитор".
И это было половиной проблемы. Вторая половина была еще занимательнее: в светильниках друммондова света светился здоровенный ролик из извести. Примерно такой:
Такой ролик, накаляемый горелкой выгорал неравномерно, требовал вращения специальным механизмом и большого расхода газа на прокаливание всего объема. Кроме того, неоднородности и даже сырость при таком объеме приводили к растрескиванию при нагреве. Прямо во время выступления оперной дивы. С этим точно нужно было что-то решать и на это ушли годы исследований, по итогам которых выяснилось, что РАЗМЕР ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ и в тонком слое светимость и оксида циркония, и оксида кальция заметно возрастают. В 1834 Тальбот создает первый прототип того, что впоследствии назовут "калильной сеткой" - бумажный стаканчик, пропитанный солями кальция. При нагреве бумага сгорала, а минеральный скелет начинал ярко светиться. Увы, прототип так и остался прототипом; друммондос свет до своего заката так и светил раскаленными роликами.
И если в театре с этим можно было бороться или мириться, то сколь-нибудь портативный светильник друммондова света становился невыносимо громоздким. Надо было что-то делать.
Кому же нужен переносной прожектор на водороде? Нууу... Конечно, театры ТОГДА были намного менее илитарным времяпревождением, но для широких масс было и более известное развлечение: ПРЕДСТАВЛЕНИЯ С ВОЛШЕБНЫМ ФОНАРЕМ. То есть, проекционным фонарем со стеклянными картинками, которые позже станут "слайдами".
Картинки могли быть самыми разными - от обучающих и художественных до самых низкопробных ужастиков с адом и демонетками.
Вот только...
Свечной фонарь, фитильная лампа и даже аргандова лампа (типовые источники света в старых волшебных фонарях) этого самого света толком не давали. А вот друммондов свет - если бы его засунуть в проектор... ну хотя бы чемоданного размера...
Хорошо бы, чтоб баллонов не было вообще, а лампа была не сильно больше масляного проектора. Но это даже на середину 19 века было ненаучной фантастикой. Но некоторые идеи появились:
В в конце 40-з годов из нефти начинают получать осветительное топливо - керосин (астралин, пиронафт...). И вместе с керосином появились и новые светильники. Я говорю не о фитильных керосиновых лампах, а о принципиально новых "факельных" (flare) светильниках. То есть, светильники с подачей топлива в горелку под давлением. Это позволяло сильно (до тысяч(!) свечей с одного светильника!) увеличить светимость путем подачи топлива больше, чем мог обеспечить самый производительный фитиль. Давление создавалось гравитацией, нагревом бака или просто насосом. И именно факельные лампы стали прародителями перспективных калильных светильников.
Да, здесь показаны сравнительно поздние образцы факельных ламп, но появляются они как раз в середине 19 века.
Итак, техническая мысль пошла в сторону светильника с подачей испаренного жидкого топлива - в кислородную горелку (без кислорода известь все еще не светила). Если вы представили какой-то вариант керосинореза - забудьте. Никто не искал легких путей. Первые жидкотопливные калильные лампы произошли от весьма экзотических факельных светильников на "карбюрированном воздухе".
И вот тут-то пасть ада и раскрылась.
Карбюрированный воздух - это воздух, насыщенный парами топлива. В устройстве, естественно, названном.. нет, не "карбюратором", а "сатуратором" (впрочем, фактически это был таки карбюратор). В системах освещения использовались плоскодонный карбюратор (воздух прокачивается над поверхностью топлива) и барботажный (воздух пробулькивается через топливо), более известный, как "бульбулятор". В качестве топлива использовался эфир, газолин (легкокипящие фракции нефти; петролейные эфиры) или бензолин (бензол-толуольная фракция отходов коксохимического производства). Так что представьте, бак с топливом примерно сравнимым с эфиром на чердаке и трубки с эфир-воздушной смесью, идущие к газовым рожкам. Можно ли эту систему сделать еще опаснее?
Переносной калильный проектор объединил самые заметные черты друммондова света и карбюрированного воздуха. На фонаре ставился топливный бак-"сатуратор" для эфира (газолина, бензолина...) и трубка для подключения кислородного баллона. В простейшем случае кислород пропускался сквозь эфир в баке и шел в горелку. Оно светило, но работало только на химически чистом топливе (диэтиловый эфир, пентан - никакого фракционного состава; только чистое вещество!)
Если же использовать в таком сатураторе "натуральное" топливо типа газолина или бензолина - то сначала выгорят легкие фракции, потом пламя переобогатится, яркость света резко снизится, а известковый ролик будет испорчен.
Более совершенным был сатуратор с двойной подачей кислорода - часть бульбулировала сквозь топливо (которым мог быть уже и газолин или бензолин) а часть пускалась в чистом виде в горелку. В этом случае горелка работала на смеси карбюрированного кислорода и чистого кислорода - и сервитор мог в любой момент времени подрегулировать пламя.
Жидкотопливный "друммондов свет" на эфир-кислородном, бензолин-кислородном или газолин-кислородном топливе продержались до первых лет 20-го века. Несмотря на высочайшую пожароопасность светильника и самого топлива; несмотря на развитие альтернативных источников света - яркость друммондовых светильников превосходила калильные светильники первого поколения, а удобство использования - атмосферные угольные дуговые лампы. Но для освещения он совершенно не подходил ни в каком виде. Так что инженеры почесали репу и сказали: "Мы пойдем другим путем!"
Ч3. Как однажды Жак звонарь головой сломал фонарь.
Освещение должно быть дешевым, простым и безопасным. А значит, горелка должна быть атмосферной, калильное тело - неприхотливым и способным ярко светить при небольшой температуре пламени.
И только в 1880-х годах ключевые проблемы решились практически молниеносно. В 81 появляются светильники Кламона на инжекторной атмосферной горелке и калильные колпачки на основе соединений магния. Тогда же Котинский создает калильные сетки из окисей стронция, магния, циркония и алюминия. Сетки поначалу были действительно сетками из тугоплавкого металла, например, платины с напылением собственно люминофора. Но уже в 1885 году Ауэр-фон-Вельхсбау подает патент на тканевой колпачок, пропитанный смесью солей редкоземельных металлов. Цирконий, лантан, иттрий, эрбий, церий, неодим... Причем, Ауэр сразу уточнил, что его изобретение применимо "для газовых и иных горелок", до которых я надеюсь дойти очень скоро. Второй же патент дополнительно к редкоземам предложил использовать соли тория и урана. Третий патент должен был защитить наиболее яркую смесь - 99% тория и 1% церия - но Ауэр не один занимался разработкой калильных смесей и "идеальную смесь" описали еще несколько разработчиков.
Очень быстро стали нащупаны и особенности работы фонарей. Не рассчитаны, именно "нащупаны" методом проб и ошибок. Ни физхимия, ни математика тогдашних времен помочь не могли. Работа калильной горелки гораздо сложнее, например, примуса который честно рассчитать стало возможно только "позавчера" - и то, на очень мощном компьютере. Здесь сталкивается изощренная газодинамика, физхимия, химия, физика и квантовая механика:) В общем, инженерам оставалось почти вслепую искать идеальные технические решения.
Одним из них была уже упомянутая смесь тория с церием, светящаяся ярче, чем торий и церий по отдельности. Это свечение объясняется сложным комплексом взаимосвязанных каталитических и термических реакций. Если совсем коротко, то радикалы водорода реагируют с калильным колпачком каталитическим нагревом, раскаляя его до температуры выше температуры пламени. Более того, если газ выключить и тут же снова включить, пока колпачок не успел остыть окончательно, он может разогреться и вновь поджечь газ!
в самой калильной смеси тоже происходит сложное взаимодействие. Окись церия дает лучший люминисцентный эффект, но при высокой температуре, а окись тория - лучший каталитический. И только в смеси происходит каталитический тепловой разгон на тории, достаточный для исключительно яркого света церия.
Во-вторых, колпачок должен точно повторять форму пламени; пламя должно чуть-чуть проходить внешней частью сквозь колпачок. Пока это было несложно. Горелка низкого давления давала достаточно ровное пламя, под которое можно было создать простой колпачок-чулок. Примерно вот такой.
Колпачки первых поколений прожигались еще на фабрике, после обжига покрывались тонким слоем коллодиума так что форму они сохраняли все время и требовали упаковку в жесткие футляры и бережного обращения.
В общем самый большой шаг в уличном освещении был сделан и, как бы это ни звучало, газокалильное освещение начало поистине взрывное распространение.
Уже через несколько лет (1892) была продана почти сотня тысяч газовых фонарей с новыми калильными сетками, в 1894 их уже только в Париже уже было около 150000. В 1898 появились наиболее известные, самые узнаваемые уличные фонари "Виндзор".
Подобные фонари давали свет от 85 свечей (чуть меньше 100Вт лампы*) до бодрых 280 свечей (почти три 100Вт лампы. В общем-то сравнимо с лучшими газовыми фонарями открытого пламени - при несравнимо меньшем расходе газа и (как ни странно) дорогого жаропрочного стекла.
*я надеюсь, 100Вт лампу все представляют?
Я не стану уходить дальше в дебри конструкций фонарей, автоматических запалов и прочих тонкостей; я и упомянул-то их в основном потому, что без них сложно будет понять собственно портативные светильники. В общем, за кратчайшие сроки крупные города получили действительно яркое уличное освещение. В основном уличное. Да, в богатых домах с подведенным газом газовые рожки заменялись на газокалильные - но не всегда. Хотя настоящие буржуИны, считающие каждую копейку, быстро поняли, что расход газа+колпачков обходится дешевле газового рожка.
Дляних немедленно появились тюненг-киты для домашнего газового рожка.
Но даже у самых лучших газокалильных ламп был один фатальный недостаток: они были стационарными. Что очень ограничивало местное освещение. То есть газокалильную лампу на стол или рояль не поставить. В смысле, можно, но настольная лампа со шлангом - это очень стимпанково и очень небезопасно. В смысле, я, конечно, могу представить розетки-ниппели и шланговые светильники, но это будет именно реквизит для стимпанковского сеттинга. А в нашей реальности нужно было топливо, запас которого хранится в самой лампе.
И газ в этом смысле не очень подходил. Вот честно, разминулись* эпохи пропана в баллонах и баллончиках и массовые калильные колпачки. Технически существенных проблем с ними не было, но вот просто "не судьба". Нужно было адаптировать к более популярным сортам топлива. И сразу же начались проблемы.
*Самое забавное, что технические решения, которые я буду ругать, описывая пропановые лампы первых поколений, именно в конце 19 века были бы не просто гениальными, а ультимативными технологиями.
Дело в том, что в жидком углеводородном топливе этого самого углерода от "немало" до "очень уж дохрена", да и другого говна совершенно избыточно. А значит, горелка может коптить гораздо сильнее любой газовой, а копоть просто убивает и без того не слишком стойкий колпачок или сетку. Хуже того, почти все натуральное топливо - это смесь веществ с разными температурами кипения и разными потребностями в кислороде.
Значит нужна горелка, которая сначала испарит, а потом сожжет сложное топливо чистым синим пламенем. Инжекторная горелка с парогенератором.
Первыми эту адаптацию прошли именно городские фонари. Приспособив инжекторную горелку к сверхмощным "факельным" лампам, инженеры создали первые автономные калильные фонари. В такие фонари топливо подавалось из бака в толстом основании столба наддувом из баллончика с углекислотой. Найти картинки фонарей с углекислотным наддувом мне не удалось, но в 1898 американский инженер Китсон предлагает новый вариант автономного уличного фонаря.
Здесь керосин уже подавался давлением воздуха в баке, накачиваемым простым насосом.
Такой фонарь давал от 500 до 1200 свечей и расходовал литр керосина за 10 часов. Для сравнения, прикиньте, сколько сожреть ваш бензогенератор за 10 часов такой нагрузки:)
Также, обратите внимание, в фонаре установлены ДВЕ горелки. Вернее, одна, но с двумя соплами. Оказалось, (совершенно внезапный закон куба-квадрата) несколько маленьких колпачков, нагреваемых отдельными соплами, дают больше света, чем один большой на всю мощность горелки. Так улицы, не охваченные газовыми сетями, получили яркое освещение.
В 1898 первая керосинокалильная лампа загорается на маяке L'lle Penfret, Франция. Увы, найти эту лампу мне пока не удалось:)
Но это было уже на грани веков, а освещать дома хотелось и раньше. И без газовых сетей тоже.
Ч4. Gimme fuel gimme fire..
И вот здесь начинается цирк, легаси, эволюция и инженерное порно.
Итак, нам нужна компактная лампа, способная испарять и сжигать углеводородное топливо синим пламенем высокой температуры. Примус получается какой-то. Кстати, Линдквист со своим Примусом как раз в эти годы показал, что компактная инжекторная горелка на жидком топливе возможна и весьма неплоха.
Вот скажите, сколько времени займетпеределка примуса в лампу создание лампы из трех уже готовых компонент - бачка с насосом, инжекторной горелки и колпачка? Думается, месяц-полтора с учетом времени на пьянку, ежечасные перекуры и изготовление оснастки для серийного производства.
Вот, кстати, лампа, собранная из тела второго Шмеля, самопального рассекателя горелки и колпачка.
И она же в облагороженном виде. Сделана умельцем в 2010 годы чисто по приколу.
Так вот, в нашей реальности переход к лампам "типа примуса" занял почти 10 лет! А лампы с очевидно-примусным происхождением так и остались забавными самоделками!
Первым лампам пришлось искать топливо, которое не дает копоти в силу низкого содержания этого самого углерода. Например СПИРТ(ы). Спирт горит без копоти, но весьма низкокалориен. Впрочем, решение всем известно: НУЖНО БОЛЬШЕ ТОПЛИВА. А значит, все равно инжекторная горелка, но не примусная. В общем, спиртокалильным лампам пришлось искать других предков. И предками стали Аграндова настольная лампа (компоновка) и малые образцы гравитационных "факельных" ламп (горелка с испарителем)! Я не знаю, почему, но гравитационная подача очень полюбилась инженерам именно спиртовой техники. В общем, вот, самая старая из найденных мной домашних спиртокалильных ламп образца 1896 года. В таком исполнении лампы назывались "студенческими" "student lamp".
Спиртокалильные лампы произвели настоящую революцию в домашнем освещении. Даже с гравитационной подачей спирта такие лампы могли давать от 60 до 200-250 свечей, что более, чем достойно даже по нынешним временам. Кроме того, в сравнении с керосиновой лампой они производили значительно меньше углекислого газа, как вообще, так и "на свечу". Да и влаги тоже, благо выхлоп пламенных углеводородных светильников основательно повышал уровень влажности в помещении. При этом, цена освещенности была вполне сопоставима с керосиновым освещением. В смысле, спирт был дороже, но светил заметно лучше. Ну и опять таки, запах перегара от лампы все-таки приятнее керосинового выхлопа.
Но керосин все-таки был главным бытовым топливом цивилозованного человека. Керосин. Очень калорийный, порождающий уйму копоти - но незаменимый на грани веков продукт. И снова ирония ситуации. Спиртокалильные лампы уже есть, примус все еще есть. Казалось бы, нужно скомпоновать наддувный бак, парогенератор и бесшумную инжекторную горелку. И керосинокалильная лампа не должна иметь существенных отличий от спиртокалильной.
АГАЩАЗ! Керосинокалильные лампы НЕ взяли родословную от спиртокалильных и НЕ породнились с Примусом (по крайней мере, не сразу). Первые керосинокалильные лампы были ФИТИЛЬНЫМИ.
Их предком стала - тадам - керосиновая лампа-"молния" с трубчатым фитилем, которая была модификацией Аргандовой лампы из глубин времен. Об этих лампах я писал в "керогазном" посте, но теперь на них придется взглянуть чуть внимательнее.
Сразу скажу, случайно найденная "молния" колпачок не раскалит; для этого нужно "синее пламя". Ну а мы уже знаем, что синее пламя можно получить, заменив "трубу" лампы и отрегулировав отверстия в рассекателе и сетке. А получив синее пламя, можно уже и колпачок подвесить... НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО ДОМА. Очень скоро вы поймете, почему.
Первые патенты на керосинокалильные лампы были выданы вездесущему Грецу (1892) и Мюллеру (1895). Причем, лампа Греца рассматривалась для использования с колпачками первого поколения (известковые или циркониевые), а лампа Мюллера предполагала использование колпачков с газовых фонарей.
Грабли пошли незамедлительно. Сама идея была проста и гениальна, горелка выдавала синее пламя - но но но...
Напомню, для оптимальной работы калильного колпачка, его форма должна повторять форму пламени. Кроме того, пламя не должно коптить. И со всем этим немедленно начались проблемы. Колпачки светили плохо, неравномерно, быстро убивались копотью - без каких-либо видимых причин. Что-то мешало во внешне хороших лампах светить нормально.
Газодинамика такая сука! При низкой скорости потока топлива (ограниченном испарением с фитиля и скоростью тяги в колбе лампы) и большой площади пламени (определяемой длиной окружности фитиля) ЛЮБАЯ неоднородность в форме фитиля или потоке воздуха перекашивает пламя. Забившиеся отверстия в сетке, вмятины, деформированный от температуры диск рассекателя или подвес колпачка, нагар на фитиле - оппс, приехали. И ведь в лампе-молнии или обогревателе все это было - но для ухудшения работы нужны были гораздо бОльшие дефекты.
Также оказалось, что рассекатель-пуговица годится для ламп-молний, но для калильного колпачка нужна новая, более стабильная форма пламени.
Но как "пуговица", так и более сложные формы рассекателей типа "Кунт и Десслер" (1898) не давали сколь-нибудь приличного результата.
Такие лампы направляли синее пламя на юбку колпачка-чулочка с газового фонаря, оставляя верхушку менее накаляемой.
В общем, идея была хорошей, но сложно реализуемой. А когда ноука и математика беспомощны, остается ждать гения, способного найти решение без этих сложных дисциплин. Пока же фитильные лампы с трубчатым фитилем производились в основном потому, что у конкурентов дела обстояли не лучше.
Решение явно лежало в плоскости инжекторной горелки и наддува бака с топливом. Примус уже был, но инженеры сказали: МЫ ПОЙДЕМ ДРУГИМ ПУТЕМ - и, взяв за основу факельную безнасосную лампу типа Pigeon пятнадцатилетней давности
создали первую безнасосную калильную лампу с баком под давлением!
Патент на такие лампы был выдан Шустеру и Баеру в 1895 и первые лампы пошли почти сразу же, в 96.
В такой лампе бензин (или спирт - в спиртовых этого типа) поднимался (выпирался давлением в баке) по фитилю, испарялся в парогенераторной камере и вылетал в горелку типа бунзена через жиклер.
Ничего не напоминает? Безнасосные примусы, даже в виде неуправляемыхзажигательных гранат прототипов, появятся через два десятка лет - и в виде абсолютно параллельной разработки.
Светили такие лампы на бодрые 60 свечей и свою нишу в Европе держали еще долгие три десятка лет. Но только нишу. В ПРИНЦИПЕ, у них было ВСЕ необходимое для работы с калильной сеткой - но ВСЕ это имело фатальные недостатки. Бензин (лигроин, бензолин...) хорошо горели, но были крайне пожароопасными, горелка давала пламя с четкой формой - но его обогащение плавало в зависимости от температуры, давления, состава топлива и предварительного форсажа. Ну и тепловой саморазгон никуда не денется и еще десятки лет будет мучать инженеров жидкотопливных горелок.
Полюбовавшись страданиями конструкторов фитильных калильных ламп, другие изобретатели сказали "МЫ ПОЙДЕМ ДРУГИМ ПУТЕМ". Конечно, не повторять ошибки других хорошо и правильно. Но пользоваться чужими хорошими идеями тоже хорошо.
Итак, у нас есть ПРИМУС и БЕСШУМНАЯ ГОРЕЛКА. Как бы нам сделать настольную инжекторную лампу?
НАДДУТЬ БАК УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ из баллончика! Нет, это не странность и не оверинжиниринг. В уличных фонарях это было популярно. Но в настольной лампе? Нет, я понимаю, это ОЧЕНЬ удобно, когда вы увидите розжиг насосной лампы, вы поймете - но все же! Так в 1897 началась эпоха ламп с баком под давлением. Увы, найти фотографии или хотя бы рисунки лампы David Kempes, мне не удалось, но дальше я покажу очень похожую на нее лампу следующего поколения, так что обойдемся без регистраций и СМС.
Так к началу ХХ века ВСЕ принципиальные варианты калильных ламп были известны. Но только газовые фонари низкого давления были по-настоящему широко распространены; остальные были скорее прототипами, чем светильниками. Осталось только превратить прототипы во что-нибудь полезное. Этим и будут заниматься инженеры последующую сотню лет:)
Вообще, до совсем недавнего времени "ночь" означала "темноту". И искусственное освещение в лучшем случае "было". В смысле, было, но света толком не давало. Впрочем и сейчас свечение самых ярких светильников солнечным днем разве что "заметно", а в конце 18 века ситуация была практически безнадежной. Газовые фонари только-только запатентованы, более-менее приличным осветительным прибором была свеча и основной прогрес вертелся вокруг лучшего материала для ярких свеч. Масляные же лампы по конструкции не отличались от ламп
Картинки беспардонно смародерствованы с https://classicpressurelamps.com http://www.aladdinlamps.info https://williamsugghistory.co.uk https://www.luikerwaal.com и оставшейся части интернетов, так что смотреть их можно на свой страх и риск (если совесть вам позволяет игнорировать авторские права). Да, на этот раз даже русскоязычный сегмент выглядит не так бледно, как следовало бы ожидать и принес несколько интересных статей и переводов. И даже часть терминологии уже имеет русские аналоги:)
на грани 18 и 19 веков в руки к ученым попадает новая игрушка - горелка типа паяльной трубки, но на водород-кислородной смеси. Она давала стабильное бесцветное пламя температурой под 2800 градусов - и физики с химиками немедленно начали поджигать и плавить новой горелкой все, до чего дотягивались руки. И шо? Водородное пламя бесцветно и светить не может, да и полосочки в спектроскопе тоже не светят и не греют...
В начале 1820-х британский ученый(тм) Гёрни заметил, что оксид кальция в бесцветном пламени водородной горелки начинает светить белым светом. Вот примерно так:
Эффект заинтересовал и Герни, и других физиков. Почти сразу же Берцелиус обнаружил подобный эффект у солей циркония, а Томас Друммонд, увидев демонстрацию света оксида кальция у Фарадея, вдруг понял: ЭТО ИДЕЯ!
Идея Друмонда была проста, как лом. Раз оксид кальция светится в пламени водородной горелки - значит так и нужно светить! В смысле, водородной горелкой на вращающийся кусок этого самого оксида. Именно такой осветитель он и предложил в 1827 году.
Для городского и вообще какого-либо освещения подобное устройство было дорого и сложно, но вот в театрах освещение сцены "Друммондовым светом" вполне прижилось. Государственные и пожарные надзоры были еще беспомощны, а все большие пожары были еще впереди, так что новый яркий светильник еще несколько десятков лет оставался на сцене. Яркость списывала все недостатки включая пожароопасность и взрывоопасность водорода. Наверное.
В общем, в такой форме калильное освещение прижилось только в театре (где и стало непосредственной причиной изобретения "железного занавеса" лет через 50).
Очевидно, у Друммондова света была пара крупных недостатков:
1. Это водород. Газ редкой падлючести и взрывоопасности. Вырабатывался на специальных установках или в переносном генераторе типа автогена. В любом случае, водород следовало заменить на что-нибудь еще.
Водород можно заменить, например, светильным газом. Это смесь водорода и угарного газа, способная гореть ярким пламенем. Светильный газ вырабатывался на специальных газовых заводах, был ядовит, взрывоопасен - но очень популярен в городах - потому, что ничего лучше для освещения не было.
Или ацетиленом. Ацетилен тоже отлично горит ярким пламенем - но по взрывоопасности и падлючести превосходит даже водород. В небольшом фонаре его еще можно использовать, но в крупных системах он рано или поздно приведет к катастрофе. Впрочем до изобретения карбидного генератора лет через 70, об ацетилене говорить нечего. Он есть, но в промышленных количествах его нет.
Можно даже природным газом, но это уже совсем фантастика - кто будет тащить через сотни километров газ, который толком и светить-то неспособен?
2. Это сама конструкция светильника, сложная и, опять же весьма проблемная.
Во-первых, сама горелка. Для работы кислородной горелки нужен подвод газа и кислорода. Это нормально для лаборатории, но слишком дорого для городских фонарей. Кроме того, у большинства кислородных горелок есть пренеприятнейшая способность к "обратному удару", когда пламя проскакивает в горелку и с шансом отправляется по шлангу в сторону баллона с газом. Это особенно актуально для горелок с низким давлением топливного газа. А значит, кроме всего остального нужны еще специальные клапаны или гидрозатворы, чтоб обратный удар не дошел до топлива.
Казалось, бы, все просто. Атмосферная инжекторная горелка, правда же, попаданцы? Она проста, к обратным ударам практически не склонна (иначе газовые плиты так и не появились бы), требует подачи только топлива и вообще замечательна во всех отношениях. Вот только пресловутая бунзеновская горелка появится только лет через двадцать. В 50-х годах, почти одновременно с керосином. И до фонарей она дойдет лет еще через эндцать. А самое главное: температура пламени атмосферной инжекторной горелки заметно ниже кислородной, так что ни о каком ярком свете оксида кальция или циркония речь идти вообще не может.
3. Соотношение газов нужно точно регулировать, причем в реальном времени. Здесь техническая мысль 80 лет вертелась, как могла. От газовых подушек
Как простых, так и спаренных
Иногда оснащенных регулировочным механизмом из говна и палок
И вплоть до специальных помп с цилиндрами разного диаметра для накачки нужного соотношения водорода и кислорода
Это очень позднее устройство, времен заката друммондова света - но все равно сложное и хреновое.
В общем, наилучшие результаты регулировки показывало только одно устройство - "интеллектуальный сервитор".
И это было половиной проблемы. Вторая половина была еще занимательнее: в светильниках друммондова света светился здоровенный ролик из извести. Примерно такой:
Такой ролик, накаляемый горелкой выгорал неравномерно, требовал вращения специальным механизмом и большого расхода газа на прокаливание всего объема. Кроме того, неоднородности и даже сырость при таком объеме приводили к растрескиванию при нагреве. Прямо во время выступления оперной дивы. С этим точно нужно было что-то решать и на это ушли годы исследований, по итогам которых выяснилось, что РАЗМЕР ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ и в тонком слое светимость и оксида циркония, и оксида кальция заметно возрастают. В 1834 Тальбот создает первый прототип того, что впоследствии назовут "калильной сеткой" - бумажный стаканчик, пропитанный солями кальция. При нагреве бумага сгорала, а минеральный скелет начинал ярко светиться. Увы, прототип так и остался прототипом; друммондос свет до своего заката так и светил раскаленными роликами.
И если в театре с этим можно было бороться или мириться, то сколь-нибудь портативный светильник друммондова света становился невыносимо громоздким. Надо было что-то делать.
Кому же нужен переносной прожектор на водороде? Нууу... Конечно, театры ТОГДА были намного менее илитарным времяпревождением, но для широких масс было и более известное развлечение: ПРЕДСТАВЛЕНИЯ С ВОЛШЕБНЫМ ФОНАРЕМ. То есть, проекционным фонарем со стеклянными картинками, которые позже станут "слайдами".
Картинки могли быть самыми разными - от обучающих и художественных до самых низкопробных ужастиков с адом и демонетками.
Вот только...
Свечной фонарь, фитильная лампа и даже аргандова лампа (типовые источники света в старых волшебных фонарях) этого самого света толком не давали. А вот друммондов свет - если бы его засунуть в проектор... ну хотя бы чемоданного размера...
Хорошо бы, чтоб баллонов не было вообще, а лампа была не сильно больше масляного проектора. Но это даже на середину 19 века было ненаучной фантастикой. Но некоторые идеи появились:
В в конце 40-з годов из нефти начинают получать осветительное топливо - керосин (астралин, пиронафт...). И вместе с керосином появились и новые светильники. Я говорю не о фитильных керосиновых лампах, а о принципиально новых "факельных" (flare) светильниках. То есть, светильники с подачей топлива в горелку под давлением. Это позволяло сильно (до тысяч(!) свечей с одного светильника!) увеличить светимость путем подачи топлива больше, чем мог обеспечить самый производительный фитиль. Давление создавалось гравитацией, нагревом бака или просто насосом. И именно факельные лампы стали прародителями перспективных калильных светильников.
Да, здесь показаны сравнительно поздние образцы факельных ламп, но появляются они как раз в середине 19 века.
Итак, техническая мысль пошла в сторону светильника с подачей испаренного жидкого топлива - в кислородную горелку (без кислорода известь все еще не светила). Если вы представили какой-то вариант керосинореза - забудьте. Никто не искал легких путей. Первые жидкотопливные калильные лампы произошли от весьма экзотических факельных светильников на "карбюрированном воздухе".
И вот тут-то пасть ада и раскрылась.
Карбюрированный воздух - это воздух, насыщенный парами топлива. В устройстве, естественно, названном.. нет, не "карбюратором", а "сатуратором" (впрочем, фактически это был таки карбюратор). В системах освещения использовались плоскодонный карбюратор (воздух прокачивается над поверхностью топлива) и барботажный (воздух пробулькивается через топливо), более известный, как "бульбулятор". В качестве топлива использовался эфир, газолин (легкокипящие фракции нефти; петролейные эфиры) или бензолин (бензол-толуольная фракция отходов коксохимического производства). Так что представьте, бак с топливом примерно сравнимым с эфиром на чердаке и трубки с эфир-воздушной смесью, идущие к газовым рожкам. Можно ли эту систему сделать еще опаснее?
Переносной калильный проектор объединил самые заметные черты друммондова света и карбюрированного воздуха. На фонаре ставился топливный бак-"сатуратор" для эфира (газолина, бензолина...) и трубка для подключения кислородного баллона. В простейшем случае кислород пропускался сквозь эфир в баке и шел в горелку. Оно светило, но работало только на химически чистом топливе (диэтиловый эфир, пентан - никакого фракционного состава; только чистое вещество!)
Если же использовать в таком сатураторе "натуральное" топливо типа газолина или бензолина - то сначала выгорят легкие фракции, потом пламя переобогатится, яркость света резко снизится, а известковый ролик будет испорчен.
Более совершенным был сатуратор с двойной подачей кислорода - часть бульбулировала сквозь топливо (которым мог быть уже и газолин или бензолин) а часть пускалась в чистом виде в горелку. В этом случае горелка работала на смеси карбюрированного кислорода и чистого кислорода - и сервитор мог в любой момент времени подрегулировать пламя.
Жидкотопливный "друммондов свет" на эфир-кислородном, бензолин-кислородном или газолин-кислородном топливе продержались до первых лет 20-го века. Несмотря на высочайшую пожароопасность светильника и самого топлива; несмотря на развитие альтернативных источников света - яркость друммондовых светильников превосходила калильные светильники первого поколения, а удобство использования - атмосферные угольные дуговые лампы. Но для освещения он совершенно не подходил ни в каком виде. Так что инженеры почесали репу и сказали: "Мы пойдем другим путем!"
Освещение должно быть дешевым, простым и безопасным. А значит, горелка должна быть атмосферной, калильное тело - неприхотливым и способным ярко светить при небольшой температуре пламени.
И только в 1880-х годах ключевые проблемы решились практически молниеносно. В 81 появляются светильники Кламона на инжекторной атмосферной горелке и калильные колпачки на основе соединений магния. Тогда же Котинский создает калильные сетки из окисей стронция, магния, циркония и алюминия. Сетки поначалу были действительно сетками из тугоплавкого металла, например, платины с напылением собственно люминофора. Но уже в 1885 году Ауэр-фон-Вельхсбау подает патент на тканевой колпачок, пропитанный смесью солей редкоземельных металлов. Цирконий, лантан, иттрий, эрбий, церий, неодим... Причем, Ауэр сразу уточнил, что его изобретение применимо "для газовых и иных горелок", до которых я надеюсь дойти очень скоро. Второй же патент дополнительно к редкоземам предложил использовать соли тория и урана. Третий патент должен был защитить наиболее яркую смесь - 99% тория и 1% церия - но Ауэр не один занимался разработкой калильных смесей и "идеальную смесь" описали еще несколько разработчиков.
Очень быстро стали нащупаны и особенности работы фонарей. Не рассчитаны, именно "нащупаны" методом проб и ошибок. Ни физхимия, ни математика тогдашних времен помочь не могли. Работа калильной горелки гораздо сложнее, например, примуса который честно рассчитать стало возможно только "позавчера" - и то, на очень мощном компьютере. Здесь сталкивается изощренная газодинамика, физхимия, химия, физика и квантовая механика:) В общем, инженерам оставалось почти вслепую искать идеальные технические решения.
Одним из них была уже упомянутая смесь тория с церием, светящаяся ярче, чем торий и церий по отдельности. Это свечение объясняется сложным комплексом взаимосвязанных каталитических и термических реакций. Если совсем коротко, то радикалы водорода реагируют с калильным колпачком каталитическим нагревом, раскаляя его до температуры выше температуры пламени. Более того, если газ выключить и тут же снова включить, пока колпачок не успел остыть окончательно, он может разогреться и вновь поджечь газ!
в самой калильной смеси тоже происходит сложное взаимодействие. Окись церия дает лучший люминисцентный эффект, но при высокой температуре, а окись тория - лучший каталитический. И только в смеси происходит каталитический тепловой разгон на тории, достаточный для исключительно яркого света церия.
Во-вторых, колпачок должен точно повторять форму пламени; пламя должно чуть-чуть проходить внешней частью сквозь колпачок. Пока это было несложно. Горелка низкого давления давала достаточно ровное пламя, под которое можно было создать простой колпачок-чулок. Примерно вот такой.
Колпачки первых поколений прожигались еще на фабрике, после обжига покрывались тонким слоем коллодиума так что форму они сохраняли все время и требовали упаковку в жесткие футляры и бережного обращения.
В общем самый большой шаг в уличном освещении был сделан и, как бы это ни звучало, газокалильное освещение начало поистине взрывное распространение.
Уже через несколько лет (1892) была продана почти сотня тысяч газовых фонарей с новыми калильными сетками, в 1894 их уже только в Париже уже было около 150000. В 1898 появились наиболее известные, самые узнаваемые уличные фонари "Виндзор".
Подобные фонари давали свет от 85 свечей (чуть меньше 100Вт лампы*) до бодрых 280 свечей (почти три 100Вт лампы. В общем-то сравнимо с лучшими газовыми фонарями открытого пламени - при несравнимо меньшем расходе газа и (как ни странно) дорогого жаропрочного стекла.
*я надеюсь, 100Вт лампу все представляют?
Я не стану уходить дальше в дебри конструкций фонарей, автоматических запалов и прочих тонкостей; я и упомянул-то их в основном потому, что без них сложно будет понять собственно портативные светильники. В общем, за кратчайшие сроки крупные города получили действительно яркое уличное освещение. В основном уличное. Да, в богатых домах с подведенным газом газовые рожки заменялись на газокалильные - но не всегда. Хотя настоящие буржуИны, считающие каждую копейку, быстро поняли, что расход газа+колпачков обходится дешевле газового рожка.
Дляних немедленно появились тюненг-киты для домашнего газового рожка.
Но даже у самых лучших газокалильных ламп был один фатальный недостаток: они были стационарными. Что очень ограничивало местное освещение. То есть газокалильную лампу на стол или рояль не поставить. В смысле, можно, но настольная лампа со шлангом - это очень стимпанково и очень небезопасно. В смысле, я, конечно, могу представить розетки-ниппели и шланговые светильники, но это будет именно реквизит для стимпанковского сеттинга. А в нашей реальности нужно было топливо, запас которого хранится в самой лампе.
И газ в этом смысле не очень подходил. Вот честно, разминулись* эпохи пропана в баллонах и баллончиках и массовые калильные колпачки. Технически существенных проблем с ними не было, но вот просто "не судьба". Нужно было адаптировать к более популярным сортам топлива. И сразу же начались проблемы.
*Самое забавное, что технические решения, которые я буду ругать, описывая пропановые лампы первых поколений, именно в конце 19 века были бы не просто гениальными, а ультимативными технологиями.
Дело в том, что в жидком углеводородном топливе этого самого углерода от "немало" до "очень уж дохрена", да и другого говна совершенно избыточно. А значит, горелка может коптить гораздо сильнее любой газовой, а копоть просто убивает и без того не слишком стойкий колпачок или сетку. Хуже того, почти все натуральное топливо - это смесь веществ с разными температурами кипения и разными потребностями в кислороде.
Значит нужна горелка, которая сначала испарит, а потом сожжет сложное топливо чистым синим пламенем. Инжекторная горелка с парогенератором.
Первыми эту адаптацию прошли именно городские фонари. Приспособив инжекторную горелку к сверхмощным "факельным" лампам, инженеры создали первые автономные калильные фонари. В такие фонари топливо подавалось из бака в толстом основании столба наддувом из баллончика с углекислотой. Найти картинки фонарей с углекислотным наддувом мне не удалось, но в 1898 американский инженер Китсон предлагает новый вариант автономного уличного фонаря.
Здесь керосин уже подавался давлением воздуха в баке, накачиваемым простым насосом.
Такой фонарь давал от 500 до 1200 свечей и расходовал литр керосина за 10 часов. Для сравнения, прикиньте, сколько сожреть ваш бензогенератор за 10 часов такой нагрузки:)
Также, обратите внимание, в фонаре установлены ДВЕ горелки. Вернее, одна, но с двумя соплами. Оказалось, (совершенно внезапный закон куба-квадрата) несколько маленьких колпачков, нагреваемых отдельными соплами, дают больше света, чем один большой на всю мощность горелки. Так улицы, не охваченные газовыми сетями, получили яркое освещение.
В 1898 первая керосинокалильная лампа загорается на маяке L'lle Penfret, Франция. Увы, найти эту лампу мне пока не удалось:)
Но это было уже на грани веков, а освещать дома хотелось и раньше. И без газовых сетей тоже.
И вот здесь начинается цирк, легаси, эволюция и инженерное порно.
Итак, нам нужна компактная лампа, способная испарять и сжигать углеводородное топливо синим пламенем высокой температуры. Примус получается какой-то. Кстати, Линдквист со своим Примусом как раз в эти годы показал, что компактная инжекторная горелка на жидком топливе возможна и весьма неплоха.
Вот скажите, сколько времени займет
Вот, кстати, лампа, собранная из тела второго Шмеля, самопального рассекателя горелки и колпачка.
И она же в облагороженном виде. Сделана умельцем в 2010 годы чисто по приколу.
Так вот, в нашей реальности переход к лампам "типа примуса" занял почти 10 лет! А лампы с очевидно-примусным происхождением так и остались забавными самоделками!
Первым лампам пришлось искать топливо, которое не дает копоти в силу низкого содержания этого самого углерода. Например СПИРТ(ы). Спирт горит без копоти, но весьма низкокалориен. Впрочем, решение всем известно: НУЖНО БОЛЬШЕ ТОПЛИВА. А значит, все равно инжекторная горелка, но не примусная. В общем, спиртокалильным лампам пришлось искать других предков. И предками стали Аграндова настольная лампа (компоновка) и малые образцы гравитационных "факельных" ламп (горелка с испарителем)! Я не знаю, почему, но гравитационная подача очень полюбилась инженерам именно спиртовой техники. В общем, вот, самая старая из найденных мной домашних спиртокалильных ламп образца 1896 года. В таком исполнении лампы назывались "студенческими" "student lamp".
Спиртокалильные лампы произвели настоящую революцию в домашнем освещении. Даже с гравитационной подачей спирта такие лампы могли давать от 60 до 200-250 свечей, что более, чем достойно даже по нынешним временам. Кроме того, в сравнении с керосиновой лампой они производили значительно меньше углекислого газа, как вообще, так и "на свечу". Да и влаги тоже, благо выхлоп пламенных углеводородных светильников основательно повышал уровень влажности в помещении. При этом, цена освещенности была вполне сопоставима с керосиновым освещением. В смысле, спирт был дороже, но светил заметно лучше. Ну и опять таки, запах перегара от лампы все-таки приятнее керосинового выхлопа.
Но керосин все-таки был главным бытовым топливом цивилозованного человека. Керосин. Очень калорийный, порождающий уйму копоти - но незаменимый на грани веков продукт. И снова ирония ситуации. Спиртокалильные лампы уже есть, примус все еще есть. Казалось бы, нужно скомпоновать наддувный бак, парогенератор и бесшумную инжекторную горелку. И керосинокалильная лампа не должна иметь существенных отличий от спиртокалильной.
АГАЩАЗ! Керосинокалильные лампы НЕ взяли родословную от спиртокалильных и НЕ породнились с Примусом (по крайней мере, не сразу). Первые керосинокалильные лампы были ФИТИЛЬНЫМИ.
Их предком стала - тадам - керосиновая лампа-"молния" с трубчатым фитилем, которая была модификацией Аргандовой лампы из глубин времен. Об этих лампах я писал в "керогазном" посте, но теперь на них придется взглянуть чуть внимательнее.
Сразу скажу, случайно найденная "молния" колпачок не раскалит; для этого нужно "синее пламя". Ну а мы уже знаем, что синее пламя можно получить, заменив "трубу" лампы и отрегулировав отверстия в рассекателе и сетке. А получив синее пламя, можно уже и колпачок подвесить... НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО ДОМА. Очень скоро вы поймете, почему.
Первые патенты на керосинокалильные лампы были выданы вездесущему Грецу (1892) и Мюллеру (1895). Причем, лампа Греца рассматривалась для использования с колпачками первого поколения (известковые или циркониевые), а лампа Мюллера предполагала использование колпачков с газовых фонарей.
Грабли пошли незамедлительно. Сама идея была проста и гениальна, горелка выдавала синее пламя - но но но...
Напомню, для оптимальной работы калильного колпачка, его форма должна повторять форму пламени. Кроме того, пламя не должно коптить. И со всем этим немедленно начались проблемы. Колпачки светили плохо, неравномерно, быстро убивались копотью - без каких-либо видимых причин. Что-то мешало во внешне хороших лампах светить нормально.
Газодинамика такая сука! При низкой скорости потока топлива (ограниченном испарением с фитиля и скоростью тяги в колбе лампы) и большой площади пламени (определяемой длиной окружности фитиля) ЛЮБАЯ неоднородность в форме фитиля или потоке воздуха перекашивает пламя. Забившиеся отверстия в сетке, вмятины, деформированный от температуры диск рассекателя или подвес колпачка, нагар на фитиле - оппс, приехали. И ведь в лампе-молнии или обогревателе все это было - но для ухудшения работы нужны были гораздо бОльшие дефекты.
Также оказалось, что рассекатель-пуговица годится для ламп-молний, но для калильного колпачка нужна новая, более стабильная форма пламени.
Но как "пуговица", так и более сложные формы рассекателей типа "Кунт и Десслер" (1898) не давали сколь-нибудь приличного результата.
Такие лампы направляли синее пламя на юбку колпачка-чулочка с газового фонаря, оставляя верхушку менее накаляемой.
В общем, идея была хорошей, но сложно реализуемой. А когда ноука и математика беспомощны, остается ждать гения, способного найти решение без этих сложных дисциплин. Пока же фитильные лампы с трубчатым фитилем производились в основном потому, что у конкурентов дела обстояли не лучше.
Решение явно лежало в плоскости инжекторной горелки и наддува бака с топливом. Примус уже был, но инженеры сказали: МЫ ПОЙДЕМ ДРУГИМ ПУТЕМ - и, взяв за основу факельную безнасосную лампу типа Pigeon пятнадцатилетней давности
создали первую безнасосную калильную лампу с баком под давлением!
Патент на такие лампы был выдан Шустеру и Баеру в 1895 и первые лампы пошли почти сразу же, в 96.
В такой лампе бензин (или спирт - в спиртовых этого типа) поднимался (выпирался давлением в баке) по фитилю, испарялся в парогенераторной камере и вылетал в горелку типа бунзена через жиклер.
Ничего не напоминает? Безнасосные примусы, даже в виде неуправляемых
Светили такие лампы на бодрые 60 свечей и свою нишу в Европе держали еще долгие три десятка лет. Но только нишу. В ПРИНЦИПЕ, у них было ВСЕ необходимое для работы с калильной сеткой - но ВСЕ это имело фатальные недостатки. Бензин (лигроин, бензолин...) хорошо горели, но были крайне пожароопасными, горелка давала пламя с четкой формой - но его обогащение плавало в зависимости от температуры, давления, состава топлива и предварительного форсажа. Ну и тепловой саморазгон никуда не денется и еще десятки лет будет мучать инженеров жидкотопливных горелок.
Полюбовавшись страданиями конструкторов фитильных калильных ламп, другие изобретатели сказали "МЫ ПОЙДЕМ ДРУГИМ ПУТЕМ". Конечно, не повторять ошибки других хорошо и правильно. Но пользоваться чужими хорошими идеями тоже хорошо.
Итак, у нас есть ПРИМУС и БЕСШУМНАЯ ГОРЕЛКА. Как бы нам сделать настольную инжекторную лампу?
НАДДУТЬ БАК УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ из баллончика! Нет, это не странность и не оверинжиниринг. В уличных фонарях это было популярно. Но в настольной лампе? Нет, я понимаю, это ОЧЕНЬ удобно, когда вы увидите розжиг насосной лампы, вы поймете - но все же! Так в 1897 началась эпоха ламп с баком под давлением. Увы, найти фотографии или хотя бы рисунки лампы David Kempes, мне не удалось, но дальше я покажу очень похожую на нее лампу следующего поколения, так что обойдемся без регистраций и СМС.
Так к началу ХХ века ВСЕ принципиальные варианты калильных ламп были известны. Но только газовые фонари низкого давления были по-настоящему широко распространены; остальные были скорее прототипами, чем светильниками. Осталось только превратить прототипы во что-нибудь полезное. Этим и будут заниматься инженеры последующую сотню лет:)
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2021-08-17 04:46 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 04:51 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 04:55 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 05:05 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-18 04:53 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 04:48 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 05:08 am (UTC)Предлагаю стиль и слог повествования признать эталоном технически-популяризационных текстов)
Пять копеек: Москву тоже не обошел бум газового освещения. Город мог себе это позволить и, не отставая от европ, осветил метаном центр на все деньги. Сердцем системы были сооружения, нынче широко известные как пафосное лофтовое место, но никак не в связи с былыми заслугами, хотя эта полянка у Курского вокзала носит недвусмысленное имя "Газгольдер". И хаз там варили не с торфа какого, а из привозного британского угля.
Ну, если кто не фкурске)
no subject
Date: 2021-08-17 05:48 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 05:52 am (UTC)Тут не маскваведы, тут аналогия с подземной газификацией прямая.)
no subject
Date: 2021-08-17 06:36 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 08:30 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 09:12 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 09:14 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 09:30 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 04:02 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-18 07:09 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-19 04:41 pm (UTC)пожарогонь с получением токсичного и горючего газа. Что вообще может пойти не так?ЗЫ: Подумалось, где-нибудь на Донбассе, где уголь уже добывать невыгодно, так поджечь — но блин, провалится же все в тартарары!
no subject
Date: 2021-08-20 06:05 am (UTC)В глубоких шахтах, из которых так добывать выгодно — не провалится.
no subject
Date: 2021-08-17 06:28 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-18 01:37 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-19 06:27 am (UTC)https://yandex.ru/maps/-/CCUi7MQECC
комплекс круглых зданий — сохранившиеся газгольдеры.
Встречал, кстати, керосиновую лампу типа "летучая мышь" с калильным колпачком. Зажжённую не видел, но была она в следах использования.
no subject
Date: 2021-08-19 06:31 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-19 04:38 pm (UTC)Полагаю, вы видели так называемую "дуговую" калильную лампу. Не уникальный, но явно коллекционный образец. На "мышу" похоже, но работает совсем по-другому. В следующем посте покажу пару-тройку вариантов.
no subject
Date: 2021-08-20 06:57 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 08:16 am (UTC)О, срам!
no subject
Date: 2021-08-17 10:53 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 11:08 am (UTC)До сих пор знал только другие виды — фото-, хеми-, электро-, трибо- и т.п.
no subject
Date: 2021-08-17 03:52 pm (UTC)для будущих поколений надо уточнять, что речь о вакуумной лампе накаливания, а не о диодной)
no subject
Date: 2021-08-17 04:04 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 11:08 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 11:39 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 05:16 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-17 07:49 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-19 04:46 pm (UTC)Тоже скоро будет. А так — видимо, какой-то туземный мутантный образец, возможно, передельный из примуса. Как ни странно, без руководящей руки Госплана, потребность в ярком свете обнаруживается у всех, даже неспособных разориться на клон Колмана/Петромакса.
no subject
Date: 2021-08-17 10:10 pm (UTC)no subject
Date: 2021-08-18 02:06 am (UTC)Тесла — тот был проще. Берём, говорит, газ с интересным нам спектром, и пропускаем через него ток. И всё. И нефиг умничать.
Ну да, не всякий газ достаточно электропроводен, приходится хитрить — добавлять пары ртути, какие-то иные газы, ионизировать (и вообще активировать) посредством ВЧ и СВЧ, емкостной проводимости, термоэлектронной эмиссии, а теперича сделалась модной (хотя малоизученной) электронная автоэмиссия на графенах...
no subject
Date: 2021-08-19 04:49 pm (UTC)И не находим.no subject
Date: 2021-08-20 03:05 am (UTC)А ежели светодиоды синие вместо жёлтых вследствие насыщения люминофора — так не надо пропускать через бедные светодиоды аварийные токи.
no subject
Date: 2021-08-20 08:27 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-20 10:07 am (UTC)Как-то потратил немало времени на выбор лампы для замены весьма специфической люминесцентной лампы низкого давления для замены лампы сканера, и обнаружил, что, к примеру, Филипсы не просто выпускали (не знаю, чем они занимаются сейчас.) разнообразные их виды, но и совершенно честно публикуют спектр излучения каждой. Там был весьма широкий выбор, для любой задачи.
То же касается и светодиодов — уважающие себя производители также непременно публикуют такие спектры.
Лично мне, к примеру, наиболее комфортным представляется спектр ртутных ламп низкого давления средней цветовой температуры 2700 К, хотя иных граждан такой спектр бесит.
Разумеется, в спектрах таких источников света обнаруживаются резкие линии исходных источников — это зелёные и ультрафиолетовые линии ртути, и фиолетовые линии светодиодов (которые белые не бывают, они — просто преобразованные фиолетовые), однако такие линии, как правило, несут несравнимо меньшую энергию в сравнении с преобразованными люминофором.
Сказать, что проблема люминофоров не решена — было бы погрешить против истины. Просто, далеко не все столь же активно заморачиваются поиском оптимального состава (всякий люминофор имеет свой спектр, и для достижения относительно равномерного спектра следует смешивать различные виды люминофоров в различных пропорциях.), как то делали, к примеру, Филипсы.
Производители, к примеру, советских цветных кинескопов — не особо заморачивались оптимизацией состава люминофоров, посему в продаже попадались телевизоры с индектом "и", что означало импортные кинескопы и более насыщенные (вплоть до неестественных, однако пипл хавал такие цвета охотнее, нежели цвета естественные. К слову, в те времена предпочитал настраивать баланс цветов по спортивным трансляциям — даже на советских кинескопах цвета таких трансляций были насыщеннее естественных.) цвета, обычно — Филипс, с которыми, к примеру, неплохо сотрудничал в своё время Минский радиозавод (Горизонты, если не ошибаюсь), и не только в области кинескопов.
Что до массовой осветительной продукции, коей нынче завалены полки всех ларьков — это Китай, причём худшие его представители.
Из рекомендаций для практической жизни — не берите кота в мешке. В уважающих себя ларьках Вам позволят оценить работу лампы до её приобретения.
К слову, в силу упомянутого уж лукавства китайских производителей, вгоняющих люминофоры в насыщение аварийными токами, достойные светодиодные лампы мне так до сих пор и не встретились, так что юзаю свои старые запасы люминесцентных с цветовой температурой 2700 К.
no subject
Date: 2021-08-20 12:56 pm (UTC)Хотя я бы заходил с позиции, что ВСЕ массовые источники искусственного освещения так или иначе искажают цвета и только очень специальные лампы выдают действительно не-искажающий свет.
Кстати говоря, одним из преимуществ калильных ламп комиссии указывали именно яркий и правильный белый свет. Насколько это так — нужно дополнительное исследование:) Впрочем, сейчас для того, чтобы его оценить придется искать именно ториевые сетки, которые во многих странах сняты с производства.
no subject
Date: 2021-08-20 01:55 pm (UTC)Вроде у них даже был какой-то очень хороший КПД, я даже пытался (была такая идея использовать их для спелеологии) засветить единственно доступные мне лампы от вспышек в квазинепрерывном режиме, и что-то даже получалось.
Жаль, что комрадоры прибили научные работы во всех отраслях — с удовольствием бы занялся силовыми и осветительными ионными приборами, тема интересная и более чем неисчерпаемая. Если правильно построить газовую и активирующую систему, можно обойтись без люминофоров, и без электродов, и достичь практической вечности осветительных и коммутирующих ионных приборов.
К слову, уж лет как 10 китайские товарищи возродили старую добрую концепцию индукционных ламп. ранее не использовавшуюся вследствие определённых схемотехнических проблем.
Я им там кое-что подсказал (чисто для проверки ихней адекватности. К слову, проверочку не прошли.), но, разумеется, сроду не стану подсказывать им ВСЁ. На поиск этих ответов я потратил немалое время и всякие там мозговые усилия.
Придумают, как компенсировать — будем беседовать. Не придумают — мои идеи со мной и сдохнут. Не исключено, если от болезней, голода и холода.
В наших же "товарищей" не верю в принципе. А хоть и потому, что всё бабло у бывших (?) бандюков, а они в лучшем случае понимают как продавать водку. Более сложные материи ввергают их в ступор и подозрительность.
Те же, которые оперируют не своим, а гос.баблом — просто тупые масковские распильщики. От них тоже не будет проку.
И на "демократических" чуркобесов надежды нет, это бы выглядело как надежда евреев и прочих унтерменшей на разумность гитлеровских администраций.
no subject
Date: 2021-08-21 09:06 am (UTC)Остальное — даже не слышал и не подозревал, что надо слушать. .
no subject
Date: 2021-08-21 09:22 am (UTC)Один из моих бывших работодателей даже научился в какой-то мере эти лампы восстанавливать, я тогда подарил ему несколько небольших ламп от советских кинопроекторов, ибо мне они к тому моменту уж наскучили. Не люблю электродные системы — ионы разрушают электроды вдребезги пополам.
no subject
Date: 2021-08-18 03:24 am (UTC)no subject
Date: 2021-08-25 09:21 pm (UTC)no subject
Date: 2021-11-09 02:03 am (UTC)Есть только опасение того, что ториевые "мешочки" опасны на стадии их удаления из-за возможного образования пыли это 100%. И возможно пыль улетает при горении.
no subject
Date: 2021-11-09 07:19 pm (UTC)Да, это опасно и тем более неприятно, что излучение альфа-радиоактивное, поэтому лет 30 назад ториевые сетки начали заменять нерадиоактивными редкоземами.
Нет, это НЕ НАСТОЛЬКО опасно, как выглядит. Ториевые сетки использовались сотню лет и существенных проблем не вызвали. В смысле, небезобидно, но без массовых поражений.
В отличие от, например, зеленой краски с мышьяком, красками и медицинскими препаратами ртути, сигаретными и противогазными фильтрами из асбеста, ТЭСсочки в автобензине...