Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Этот волшебный светильный газ Французский ученый, воздухоплаватель и писатель Гастон Тиссандье собрал вместе биографии многих изобретателей прошлых лет и задумался над тем, как озаглавить книгу, в которой описаны их трагические судьбы. Назвал «Мученики науки». Один из ее героев — инженер, профессор механики в Школе мостов и дорог в Париже Филипп Лебон (29.05.1769–2.12.1804). Он около 10 лет проводил опыты по получению светильного газа посредством сухой перегонки древесины или угля. В 1799 г. на эту технологию Лебон получил патент, но никто не заинтересовался изобретением. В том же году изобретатель создал термолампу с использованием светильного газа. Бросив как-то горсть древесных опилок в стоящий на огне сосуд, Филипп увидел, как густой дым повалил из горлышка и, вспыхнув, дал яркое пламя. Так зажегся первый, по сути дела, газовый рожок. Лебон понял, что дерево под действием высокой температуры и без доступа воздуха выделяет горючий газ. Из дальнейших опытов он убедился, что такой же, но в еще больших количествах выделяет каменный уголь. Так начались успехи и злоключения Лебона. Бюрократы Наполеона травили его, мешали проводить опыты, гнали с работы. И все же счастье улыбнулось изоб­ретателю. На собственные средства он оборудовал систему газового освещения парижской гостиницы «Сеньеле» — ему удалось создать рай газового света. Зелень сада сверкала изумрудом в лучах газовых рожков. Фонтан был так красиво иллюминирован, что струи казались огненными. Такая наглядная демонстрация помогла ему получить правительственную концессию. Перед толпами изумленных парижан изобретатель смелыми мазками рисовал богатую судьбу своего детища: газ подается по трубопроводной сети и освещает улицы столицы. Это изобретение имело огромное значение, прежде всего, для развития техники освещения. Очень скоро во Фран­ции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Скажем теперь несколько слов о газовом освещении, или о «лампах без фитиля». Собственно, и в лампе, и в свече горит газ, а не твердое или жидкое вещества: пламя нагревает горючее, которое поднимается к нему по фитилю и превращается в газ; сгорая, он и дает свет. После некоторых усовершенствований термолампа в 1811 г. превратилась в широко известный газовый рожок, который на десятилетия стал основным светильником на улицах и в домах европейцев и американцев. Он представлял собой трубку с механизмом регулирования подачи газа, а иногда с системой, позволявшей увеличить приток воздуха к зоне горения. Газ к домашним и уличным газовым светильникам подавался из хранилищ-газгольдеров по трубопроводам и шлангам. Изобретенная в 1885 г. калильная сетка нашла свое применение и в таких светильниках — газовые рожки нового поколения давали миру ослепительный белый свет, рождавшийся при горении смешанного с воздухом газа на поверхности сетки. В некоторых городах Европы газовое освещение продержалось до 1920–1930-х гг., и война между газовыми рожками и электрическими лампами закончилась только после создания вольфрамовой нити, работающей в среде инертного газа. Этого удара газовые лампы не пережили. Газ в рабочей ипостаси В бурно развивавшейся Франции угля практически не было, а ее промышленность нуждалась в двигателях сравнительно не­большой мощности, не потребляющих дефицитное топливо, обладающих способностью быстро запускаться и принимать нагрузку. По этим причи­- нам родиной двигателей, работающих на продуктах сгорания, стала Франция. Такие агрегаты могут быть двух типов: поршневые и лопаточные, но первыми были созданы поршневые, и за ними закрепилось название двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а лопаточные стали называть газотурбинными двигателями (ГТД). К созданию двигателя внутреннего сгорания был причастен и Филипп Лебон, сообразивший, что газообразное горючее можно равномерно распределить в воздухе и получить после воспламенения однородную массу, подобно пару. Продукты горения, стремительно расширяясь, оказывают сильное давление на окружающую среду. В 1801 г. он получил патент на конструкцию ДВС. Согласно изобретению, светильный газ из газогенератора и воздух сжимаются отдельными компрессорами и смешиваются в специальной камере. Затем смесь подается в рабочий цилиндр, где воспламеняется и расширяется. Двигатель был двойного действия, т. е. попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. Но «успех Лебона, — вздыхает Тис­сандье,?— был непродолжителен. Враги и конкуренты делали ему множество неприятностей. Самые стихии, казалось, восстали против него. Скромное жилище Лебона было разрушено бурей, а несколько времени спустя пожар истребил часть его завода. Судьба, подобно богине древности, как будто ополчилась на злополучного изобретателя»… Конец его работам положила вдруг трагическая и таинственная смерть. Его труп «нашли на Елисейских полях с 13 кинжальными ранами в груди». О, древние боги, да и светская и судебная власти недолюбливали новаторов. Они бушевали над их головами грознее бури, разили их коварнее, чем кинжалы тайных убийц. В пантеоне великих изобретателей неуютно, как на кладбище самоубийц. Среди убиенных грек Архимед, немец Рудольф Дизель, американец Эдвин Армстронг, русский Павел Фло­ренский… Безусловно, наши изобретатели занимают первое место среди «туристов», освоивших места не столь отдаленные. Обманутых же, обобранных и оболганных генераторов идей вообще несчетно. Но произволу власти и суда (здесь мы имеем дело с особым случаем творения милости и справедливости) на научно-технической стезе пришел конец. Современные умные менеджеры-правотворцы таки придумали-сообразили, что иннова­цион­ное развитие экономики страны надо строить на основе высоких технологий. Их можно использовать на дармовщину (в отличие от изобретений), они привлекательны своим звучанием и загадочностью, беспризорностью и неоспоримостью в компетентных патентных судах. Филипп Лебон погиб, не успев воплотить в жизнь свое изобретение. Но идея его и в дальнейшем привлекала к себе самое пристальное внимание. Действи­тельно, принцип действия газового двигателя много проще, чем паровой машины, т. к. здесь топливо само непосредственно производит давление на поршень. В па­ровом же двигателе тепловая энергия сначала передается другому носителю — водяному пару, который и совершает полезную работу. В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому инженеру Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришел к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи. Хозяин гальванической мастерской снабдил Ленуара деньгами, на которые тот и построил в 1860 г. свой первый образец. И по внешности, и по устройству он напоминал паровую машину. Нижний золотник поочередно подавал воздух и газ в полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня. Верхний золотник служил для выпускания отработанных газов. Газ и воздух подводились к золотнику по отдельным каналам. Всасывание смеси в каждую полость происходило примерно до половины хода, после чего золотник перекрывал впускное окно, и смесь воспламенялась электрической искрой. Сгорая, она расширялась и действовала на поршень, производя полезную работу. После окончания реакции второй золотник сообщал цилиндр с выхлопной трубкой. Тем временем происходило воспламенение смеси с другой стороны поршня. Он начинал двигаться назад, вытесняя отработанные газы. Ленуар усовершенствовал двигатель, снабдив системами водяного охлаждения и смазки. Только тогда агрегат начал работать, а мастерская получать заказы. Однако система зажигания часто давала сбои, наладить смазку золотника при температуре 800 ?С так и не удалось. КПД двигателя едва достигал 4%, он потреблял огромное количество смазки и газа. Тем не менее двигатель быстро получил распространение. Основными его покупателями стали маленькие предприятия (типографии, ремонтные мастерские и пр.), для которых паровые машины были слишком дороги и громоздки. Двигатель Ленуара оказался прост в эксплуатации, легок и имел небольшие габариты. В 1864 г. было выпущено уже более 300 вариантов разной мощности. Разбогатев, Жан Ленуар перестал работать над усовершенствованием машины, и это предопределило ее судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто. В 1864 г. тот получил патент на свою газовую модель и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном на эксплуатацию изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания». Газосветная техника: этапы совершенствования Работникам английских копей еще в XVII?в. было известно, что из трещин каменноугольных пластов поднимается газ, который после воспламенения горит светящимся пламенем. Этот газ получается и при изготов­лении кокса из каменного угля (путем сухой перегонки) для выплавки чугуна. Дол­гое время его выпускали, как ненужный по­бочный продукт, или же сжигали — для заба­вы. Мердок, рабочий завода Уатта в Англии, в 1802??г. догадался употребить его на освещение. Бал­тимор стал первым городом в Америке, который осветился газом. Это случилось в 1821 г. В фондах Российского государственного исторического архива Санкт-Петербурга нахо­дится любопытный документ от 24 октября 1811 г., свидетельствующий о создании «термо­лампа», первой отечест­венной установки для получения искусственного газа, сконструированной талантливым изобретателем Петром Соболевским (1782–1841 гг.). «Термоламп» попал в поле зрения газеты «Северная почта», которая 2 декабря 1811 г. опубликовала статью «О пользе термолампа, устроенного в Санкт-Петербурге гг. Собо­левским и Геррером». Уже в начале об аппарате сообщалось следующее: «Многие любители наук, любопытствовавшие несколько раз видеть сии опыты, удостоверились, что свет, сожиганием водотворного газа производимый, весьма ясен, не издает чувствительного запаха и не производит дыму, следовательно, не имеет копоти… Польза сего изобретения… и выгоды, оным доставляемые, суть столь обширны и многоразличны, что даже при самом точнейшем исследовании кажутся они почти невероятными, и потому самому изобретению оне можно почесть одним из важнейших открытий». 26 декабря 1811 г. в Санкт-Петербурге на заседании Всероссийского общества любителей словесности, наук и художеств с обстоятельным докладом об изобретении «термолампа» выступил его создатель Петр Григорьевич Соболевский. Первая российская установка по получению искусственного газа была высоко оценена российским правительством. Как отмечено в формулярном списке (служебном деле) полковника Корпуса горных инженеров П. Г. Соболевского, в январе 1812 г., согласно указу императора Алек­сандра I, изобретатель был награжден орденом Св. Владимира 4-й степени «за попечения и труды, с коими произвел в действие устроение термолампа, доселе в России не существовавшего». Желая широко распространить свою новацию, П.?Со­болевский подготовил «Руко­вод­ство к устроению термолампов, содержащее в себе подробное описание употребления их как для публичного, так и домашнего освещения, применении оных к отапливанию покоев, к деланию угля и дегтя и показание способа очищать пригорело-древесную смолу, дабы дать ей качество настоящего уксуса». Термоламп включал чугунную печь, выложенную внутри огнеупорным кирпичом. Внизу находилась топка с чугунными колосниками, а вверху — чугунные реторты для материалов перегонки, представлявшие собой большие полые сосуды, которые наполняли углем и нагревали в печи. Продукт перегонки (светильный газ) из реторт поступал в медный холодильник и змеевик, омываемый водой. После очистки газ шел в газометр — деревянный сосуд с наружным железным кожухом, а затем по трубам направлялся к потребителю. Термоламп работал на продуктах сухой перегонки дерева, и мог быть использован как для отопления, так и для освещения. Установка имела три печи и четыре газометра. Творческий замысел П. Г. Соболевского, благодаря активной поддержке столичного генерал-губернатора М.??А. Милорадовича (1771–1825 гг.), нашел свое практическое воплощение осенью 1819 г. в уличном освещении Санкт-Петербурга. Вот как об этом свидетельствует газета «Санкт-Петербургские ведомости» (№ 8 за 1819 г.): «28 октября на Аптекарском острове Санкт-Петербурга прошли испытания фонаря, питаемого водотворным газом. Сие событие станет образцом достижений русской науки. Толпа, собравшаяся на оную демонстрацию, с восторгом и одобрением следила за тем, как происходило действие. Думается, данный вид освещения имеет дальние перспективы в России». В 1835 г. наступил новый важный этап в истории газовой промышленности, был осуществлен переход от освещения­­ помещений с помощью индивидуальных установок к организации централизованного газового освещения с созданием необходимой городской инфраструктуры. После утверждения устава первой российской акционерной газовой компании «Общество для освещения Санкт-Петербурга газом» в районе Обводного канала строится первый газовый завод. Вскоре Городской думой был рас­смотрен и утвержден проект инженера Жадовского «Об освещении одним и тем же газом комнат и улиц, уничтожении копоти и запаха газового освещения». Газовое освещение быстро получило признание петербуржцев и неудивительно, что столичный почин нашел практическое применение в крупных городах России. 13 ноября 1850 г. газовое освещение появилось в Одессе. На столбах в самом центре города, в начале Итальянской и Ри­шельевской, на углу Дерибасовской и Екатерининской, Ланжероновской и Екате­рининской, на Приморском бульваре, установили 24 фонаря. В?1865 г. за Садовым кольцом, в Нижне-Сусальном тупике строится завод по производству светильного газа, и первые 500 фонарей зажигаются на улицах Москвы. В 1867 г. в Москве их насчитывалось около 6 тыс. К концу 1868 г. в Российской империи действовали 310?га­зовых заводов, четыре из них находились в столице, на берегах Невы. В последней четверти ХIX в. газовое освещение вступило в жесткую конкурентную борьбу с керосиновым, а затем и электрическим освещением и постепенно теряло свои лидирующие позиции. Продолжатели дела Филиппа Лебона и сегодня, спустя 200 лет совершенствуют аппарат получения горючего газа. Спе­циалисты ЗАО «Перспектива» (г.?Самара) разработали «всеядный» газогенератор (пат. 2303050) для получения горючего газа из битуминозных топлив, древесных чурок, торфа, угля, горючих сланцев, органических отходов различных производств, в т. ч. жи­вотно­водческих комплексов. Аппарат для утилизации древесных отходов (пат. 2348860), предложенный В. Басаргиным (г. Ха­баровск), позволяет повысить эффективность установки и улучшить ее экологические показатели. Обес­печивается это за счет применения компьютера в комплексе с блоками адаптации для управления и оптимизации параметров в процессе получения генераторного газа и его использования для выработки тепловой и электрической энергии. Алексей Ренкель, патентовед