Да будет свет! - сказал электрик и перерезал провода.

engineering_ru — 12.05.2023 Снова о свете. О свете широко известном в узких кругах и свете, не-электрическом, но связанным с электричеством самым извращенным способом.

В 1836, Эдмунд Дэви, двоюродный брат того самого Дэви с лампой, полюбовавшись на гениальную взрывозащитную лампадку, сказал: А вот от этого она поможет?

Что же он нашел? Он обнаружил, что при реакции карбида калия с водой выделяется газ, названный им "двухуглеродистый водород". Газ не имел цвета, но горел необычно ярким пламенем. Впрочем, газ как открыли, так и забыли. Карбид калия был дорог, электродуговой синтез явно не способствовал популярности, так что смысла в нем не было.
Повторно газ был напрямую синтезирован в электродуге из водорода и углерода М. Бертло в 1862 и назван "уксусный газ", "ацетилен". И снова "закрыт" по той же причине.

В 1892 Муассан и Уилсон пытались найти способ промышленного производства алюминия. У него уже было ВСЕ, включая мощную электростанцию для электропечей. Для раскисления они решили добавить в печь оксид кальция.... В общем, алюминий они так и не получили, но получили чертову уйму карбида кальция. А он, как в общем-то и карбид калия у Дэви, при контакте с водой выделяет ацетилен. И вот тут пришла ИДЕЯ: хрен с ним, с алюминием, когда можно торговать карбидом. Единственный вопрос был: "а на кой черт нам карбид вместе с ацетиленом сдался?"

Для этого определимся, а что же такое "ацетилен" и что он может.
"Двууглеродистый водород", как его верно обозвал Дэви. НССН. Ну, наверное, это должно быть нечто типа этана. ЩАЗ!
Итак, ацетилен.
Газ без вкуса, цвета и запаха (ну, практически без запаха - так, "легкие углеводороды"). Да, без запаха. Смиритесь с этим.
Легче воздуха.
Невероятно энергоемкий. Килограмм ацетилена содержит энергии примерно как полтора килограмма динамита. Ну, или 2кг "эквивалента". Это очень дохрена.
Со своей энергоемкостью способен взрываться при практически любых концентрациях. От 3 до 100 процентов. Да, чистый ацетилен тоже может рвануть. Нет, я не собираюсь перечислять тонкие отличия реакций горения, детонации и самопроизвольного разложения взрывного характера.
СТОП. Любое вещество, способное взорваться само по себе содержит или окислитель, или нитрогруппу, играющую роль окислителя. Но у нас-то НССН! Кто, извините пожалуйста, тут за окислитель. НССН. Нет окислителя. А бабах есть. А значит энергия запасена где-то еще. HC≡CH. Вон там, в середине видите три черточки? Тройная связь между атомами углерода. Эта связь крайне энергетически невыгодна и для ее образования требуется уйма энергии. Что еще замечательнее, эта самая тройная связь крайне нестабильна и сильный удар ногой с вертушки вполне может ее разбить. А там энергия! И осколки молекулы разлетаются в разные стороны, задевая другие молекулы и тоже разбивая их. Такая себе цепная реакция на минималках.
Короче говоря, чем больше молекул ацетилена соберутся вместе, тем больше шанс, что рванет. При 2,5 атмосферах этот шанс переходит в категорию "неизбежно рванет, непонятно только когда".
При контакте с медью образовывает ацетиленид меди, более чувствительный, чем "киса".
В общем, не газ, а сказка. Матерная.

Но ацетилен горел ярким белым пламенем, превосходящим пламя светильного газа - и это перекрывало все недостатки.

СТОП. 1896. Газ уже горит в калильных колпачках, Эдисон изобретает лампочку Ильича - какие тут газовые рожки? Закопайте обратно!

Так-то оно так, да не так. Да, есть калильные колпачки. Но они светятся от светильного газа, который еще нужно выработать на газовом заводе. Да и, как уже знают читатели предыдущих обзоров, калильные колпачки - штука тонкая и нежная.
Электричество тоже есть, но очень дорогое, тусклое и недолговечное и прижатое на расстояние плевка к генератору.
А тут - встречайте ацетилен, который светит ярче электролампочек и керосина, проще колпачка и дешевле газового рожка. А то, что может взорваться - ну так газ тоже взрывается, керосин горит, а электричество вообще убивает молча. А самое главное, ацетилен можно готовить прямо на месте. В смысле, НУЖНО готовить прямо на месте. Хранить ацетилен в баллоне, если при двух очках он взрывается - дело нехорошее. Поэтому готовили газ прямо на месте, в генераторе, дальние потомки которого в русскоязычном мире получили название "автоген". Я догадываюсь, что это тоже торговая марка, но обосновать не могу.

Если здесь есть те, кто раньше слышал о карбидных генеаторах, то они немедленно вспомнят "открытый" генератор, "закрытый" - ну и все, наверное. И если бы ацетилен светил только в небольших фонариках, так бы все и было. В принципе, шо "открытый" генератор, шо "закрытый" - оба-два являются вариантами, условно называемым "капалкой" - "dripper". Чем он хорош? "Капалка" ужасающе примитивна. Настолько, что приличный слесарь изготовит "капалку" за смену, с учетом времени на опохмел, перекуры, обед и послеобеденный сон. И она будет работать! Но недостатков у нее тоже хватает. Генерация газа неровная, давление скачет и в "открытом" варианте не превышает давления водяного столба в водяном баке и регулярно выбульбенивается наружу. "Закрытый" склонен к саморазгону при опрокидывании и просто так. В общем, это счастье хорошо в размерах от компактного фонарика до стосвечного "чайника". Нет, построить "капалку" можно и большую, но сложность конструкции становится совершенно неприличной. А проблемы, незаметные в маленьком фонарике становятся поистине впечатляющими. Так нагрев при работе мощного генератора становится таким, что нагревает систему до сотен(!) градусов и запускает неожиданную перегонку содержимого генератора в деготь. В инструкции к такому генератору я видел формулировку, что если в газгольдере появились пятна масла, конструкцию пора чистить. В смысле, газгольдер?
А, ну да, мы же не об переносном автогене говорим! Для нормальной системы газ собирался в традиционный "мокрый" газгольдер. Конструкцию "мокрого" знаете? Так вот, вообще-то это именно газгольдер:):):):) И И давление в таком аппарате определялось весом колокола газгольдера.
Примерно так:



Это крайне упрощенная схема. На самом деле генератор-капалка большой мощности выглядел так:



Короче говоря, схема хорошая, но только в миниатюрных вариантах.

В крупных системах использовалась малоизвестная сейчас "обратная" схема - "карбид в воду". То есть, некая автокормушка, периодически вкидывающая порции карбида в огромный бак с водой. В общем, давление в таком аппарате держалось очень ровное, определяемое весом колокола газгольдера. Более того, при опускании колокола, рычаг приоткрывал кормушку и сбрасывал очередную порцию карбида. Недостатком такой системы были умопомрачительные массогабариты, так что в основном она использовалась в стационарном варианте.








Третьим массовым вариантом было "вытеснение воды". То есть, карбид паковался в корзину, смачивался водой и по мере роста давления вода выталкивается и генерация снижается. Да, это тот самый "бидончик" автогена у сантехников.




А теперь со всем этим попытаемся взлететь! Для чего же можно использовать ацетилен?

Охотники на вампиров
В самом деле, ослепительно яркий свет, рожденный газом с чесночным запахом и отраженный посеребренным рефлектором оказался ультимативным средством в подвалах заброшенных склепов. Соррь, это из другого сеттинга.

Бытовое освещение.
Если керосинокалильное освещение в первую очередь было муниципальным, то мощные ацетиленовые системы в первую очередь стали решением для частных домов и особняков. Здесь недостатки ацетилена не были критичны, а преимущества были очевидны. Да, это начало 1900-х, уже появились калильные колпачки первого поколения и электролампочки второго поколения с металлическими нитями. Но ацетилен имел значительное преимущество. Ацетиленовый рожок или люстра ОЧЕНЬ просты и надежны.











Простейшая горелка со встречными или щелевидными форсунками, трубки и генератор.
Обратите внимание, яркость пламенного освещения зависит от яркости самого пламени и его формы. И цилиндрическое пламя "как у свечи" даст наихудший результат. Пламя должно быть плоским, что делалось столкновением нескольких струй газа или формой форсунки.





Сравните это с "дуговыми" керосиновыми лампами или машзалом с паровым генератором (и проводами в том, что тогда считалось изоляцией)!





И подключать к генератору можно было ВСЕ - люстры



Здесь я замечу, что на 30 см струя светит ярче стоваттной лампочки. Но и расход немалый получается.






бра



и даже настольную лампу! Да, они действительно существовали!





Ацетиленовое освещение было достаточно безопасным ЕСЛИ СТРОИТЬ ЕГО С НУЛЯ грамотными монтажниками. А вот при попытке скроить и использовать существующую сеть светильного газа можно было и нарваться. Дело в том, что медная арматура в сочетании с влажным ацетиленом образует сверхчувствительные ацетелениды, которые взрываются от мышиного пука. Давление в ацетиленовой системе ВЫШЕ, так что газ может выдавить воду из гидрозатворов поворотных светильников или просочиться сквозь сухие сальники. В общем, кроилово ведет к попадалову.

В общем, системы эти были популярны еще лет 30 и в большинстве своем закончились после второй войны. Как раз с окончанием электрификации.

Но со всей очевидностью это все было развлечением для богатых. А ведь простым американцам, немцам и швейцарцам тоже хочется яркого света! И по возможности - без этих керосиновых ламп с колпачками.

настольное освещение.
С настольным освещением ситуация сложилась иначе. Восторг от яркого света быстро сменился разочарованием. Напомню, в малом размере основной тип генератора - это "капалка". А "капалка" - это вам не это. Неровное дрожащее пламя и омерзительная вонь технического ацетилена, постоянно сбегающего из генератора. Тем не менее, в сколь-нибудь приличных лампах вместо "капалки" ставили компактный вариант "вытеснения воды".





Такой генератор меньше вонял, давал стабильное давление - а то, что для перезарядки его нужно разобрать - ну так вы с карбидом работаете, привыкайте!



Здесь можно заметить две резьбы на генераторе - для установки любого стандартного абажура с керосиновой лампы. Авторы сразу понимали глубокую вторичность даже совершенной карбидки.



Да, лампы такие производились, и, будь это любая другая техника, я бы сказал, что они заслужили свое место в истории - но если раньше я писал об образцах, неизменных по полсотни лет, то для ацетиленовых настольных ламп эпоха продержалась всего-то пару десятков. Пф.




На самом деле, даже за такое "короткое" время сложилась некая традиция домашних карбидных ламп. Вот примерно таких - цилиндрик генератора и горелка с шариком рассеивателя сверху. По этой форме настольные карбидки угадываются безошибочно.









В общем, на очень большого любителя.

Короткий ренессанс карбидных ламп наступил в годы второй мировой и соответствующего топливного кризиса. Но это уже история "за неимением конюха и кобыла хороша"

Портативное освещение. Генератор типа "автоген" давал достаточно ацетилена для здоровенного факела. А факельные светильники на начало 1900-х были вахной частью строительного и промышленного освещения. Какие-такие дуговые лампы? Полуметровый-метровый факел - и вперед!

Вот так примерно - переносной фонарный столб.





Или прожектор



Маяк.
Да, я издеваюсь. Я знаю, о чем все вспоминают при упоминании "карбидки", но ацетилен светил не только ТАМ.

Так вот, маяки. Сооружения это очень древние, так что светило там ВСЕ, что в принципе было способно светить. И на начало 1900 на маяках уже использовались ВСЕ существующие светильники. Вкратце, к тому времени вымерло факельное, масляное, свечное и вымирало керосино-фитильное освещение. Зато появилось керосино-калильное и электрическое. И ацетилен, который немедленно отжал себе крайне жирную нишу. Дело в том, что ацетиленовый факел проще и несравнимо надежнее керосинокалильного и.. про электричество я помолчу; это только для городской бухты - и куда вы с танталом и прессованным вольфрамом лезете? На удаленном маяке выбора не было - керосин, как основной свет и ацетилен - как резервный, который ТОЧНО не сломается.



И вот тут я упомяну ацетиленового евангелиста Далена.



Собственно говоря, с ним связан дальнейший взлет ацетиленовой техники. И первым шагом стали БЕЗОПАСНЫЕ баллоны для ацетилена. Главным недостатком ацетилена было то, что его очень сложно хранить. 2,5 очка - уже критическое давление. Но ацетилен хорошо растворяется в ацетоне. Правда, если его растворить там за те же 2,5 очка, то он все равно взорвется. Дален предложил впитывать ацетон с ацетиленом в пористую основу, которая не даст гулять опасным волнам. Да, когда-то похожее решение придумал Нобель для нитроглицерина. Так появился "безопасный" баллон для ацетилена. Безопасен он был примерно, как динамит - то есть, если хранить в сухом прохладном месте, то все будет хорошо. Но если баллон пинать, бросать, и совершать всякие непотребства - рванет.



Ацетилен высокого давления открыл новую эру в освещении И снова в первых рядах был Дален и основанная им компания AGA. AB Gasaccumulator, если точнее. И началось все с АВТОМАТИЧЕСКИх маяков и бакенов. То есть, не требующих смотрителя, каждый вечер зажигающего свет.

Вот как вы сделаете автомат, включающий свет по вечерам на стимпанковских технологиях? Шо? Командоаппарат? А если зима и потемнело раньше? Или буря и потемнело совсем внезапно? Нет, аппарат Далена реагировал именно на наличие солнечного света - за два десятка лет до изобретения фотоэффекта!

Работал он очень приблизительно как солнечная версия регулятора в бойлере. В смысле, чОрный металлический стержень нагревался солнечным светом и удлинялся, закрывая клапан газа. А вечером - остывал и снова открывал его.



Высокое давление позволило воткнуть автомат Далена на плавающие бакены (генератор болтать на волнах - такая себе идея).

И ацетилен продержался на маяках даже дольше керосина. Последние лампы снимали аж в 90-х!

А еще - пустить ацетилен в калильные лампы - как с колпачком, так и с друммондовским роликом - причем гораздо проще и безопаснее водорода. Так появились по-настоящему мощные (в десятки тысяч и миллионы(!) свечей) прожектора - снова не требующие генератора. Их эпоха закончится по мере электрификации и появления более-менее возимых генераторов.









Обратите внимание на силу света. Даже мощным дуговым прожекторам есть о чем побеспокоиться. Собственно, проектор с инжекторной горелкой на 12000 свечей - это как раз аналог калильных ламп, о которых я уже говорил. А вот кислород-ацетиленовый "с прочным телом накаливания", по всей видимости, был последним представителем светильников по типу Друммондова света. Такой себе взрыв сверхновой перед уходом в небытие.

Газосварка.



Да, электросварка на начало 1900-х была уже известна, но шоб вы понимали, что это была за сварка! ХРЖ варить можно, все остальное - только колдовством. Примитивные сварочные аппараты, еще более примитивные флюсы и все прелести электросварки в виде закаливания и растрескивания сколь-нибудь приличной стали. Кислород-ацетиленовая горелка превратила "перспективный" способ соединения деталей в "применимый". Факел нагревал детали мягче, остужал медленнее, сам собой являлся защитным газом и, самое главное, мог работать без электричества! Так появилась возможность сварки на месте, причем, сварки специальных сталей, цветных металлов и даже, скрестив пальцы, чугуна. В смысле, сварки не экспериментальной, а вполне утилитарной.

Автосвет.
1900-е отметились потрясающим казусом, когда электромобили освещали себе дорогу ацетиленовым светом. Но начнем все-таки сначала.

Яркий свет, не требующий электичества. Конечно же, он просто просился на транспорт! Да, фитильная керосиновая лампа давала света ДОСТАТОЧНО для обозначения габаритов повозки (автомобиля, самоката...), но не светила ж нихрена! Калильная лампа - камон, колпачок разлетится еще до выезда со двора! ШОДЕЛАТЬ?

Ацетилен! Именно ацетиленовые светильники стали вторыми штормовыми светильниками после "летучей мыши", но, в отличие от мыши, они еще и светили! И их полюбили все!

Извозчики



Автомобилисты






Мотоциклисты





Велосипедисты





В общем, если вы видите вот такие фары с крышкой и очень крупной задницей, да на технике времен первой войны - это ацетилен. И нет, это не просто аналог "дальнего на все деньги". На самом деле все было сложнее, чем вы думаете.
Ацетиленовая фара - это не просто прожектор или "фара рабочего света". И даже не "сложное и специализированное устройство". Это полноценная на то время светотехника.



Вот, например, мотоциклетный комплект ацетиленового света.



Он состоит из генератора, фары и габаритного огня (!) (стали обязательными только к концу 20-х, но инициативно ставились и раньше).

Причем у габаритного огня есть еще и белое окошко для подсветки номерного знака!

А у фары - две форсунки - основная и дополнительная, подключаемая рычагом на фаре. Почти "дальний-ближний" (хотя ближе к "узкий-широкий"). Это не артефакт; двойная форсунка на фарах встречается часто. по крайней мере, а автомобильных и мотоциклетных.







На велосипедных все попроще, там фонарь напоминает увеличенную "коногонку" (ой, проболтался!)



На автомобилях ацетилен вымер быстро; уже в 20-х годах фары стали электрическими. На мотоциклах он продержался до конца 20-х, а на велосипеде и до второй войны карбидке удивляться не приходилось. Потому, что других по-настоящему ярких фонарей не было годов так до 2010-х:)

В пещере горного короля
Ну раз уж ляпул о коногонках, то пора бы и о них рассказать. Дело в том, что в шахтах темно. И не просто темно, а совершенно непроглядно темно. Сколько лет назад я это написал? Ладно.
Лампадка Дэви светила очень слабо, но газ встречается не в каждой шахте, а значит, кое-где можно использовать и открытое пламя. И использовали же! Масло, свечи, керосин - все, что только можно! Даже мощные "факельные" лампы! И появление карбидных ламп было воспринято горняками с восторгом и воодушевлением. Ярко, надежно, безопасно - а то, то воняет - ну так шахта вообще далеко не оранжерея.

Шахтные карбидки сразу же разделились на осветительные (большие) и персональные (маленькие). Осветительные напоминали по форме и габаритам большой чайник. В таких чайниках форсунка была простейшая, а яркость достигалась увеличением подачи. С 5-7 дюймов струи пламени света и так было немало. Под полсотни-сотню свечей.













Как видно, лампы могла быть как примитивными, так и с улучшенными форсунками.

Персональные фонарики были поменьше, но ничуть не продвинутее. Чаще всего они оснащались рефлектором с примитивной точечной форсункой по центру или снизу.





Часто такой фонарик оснащался встроеным огнивом и не имел, в отличие от велосипедного, защитного стекла. Такой фонарик мог выдавать 4-6-8 свечей, в зависимости от подачи и конструкции.
Ну так вот, о коногонках. ископаемые из шахты вывозили на понях. В прямом смысле, понях. И водили их именно коногоны, которые освещали себе дорогу свечой или маленькой лампой.



Именно коногоны придумали крепить лампадку на голову и когда появились ацетиленовые фонарики, первым делом их закрепили на касках. Вот так, целиком, с генератором.









В таком виде светильник коногона сохранится очень надолго; электрические светильники оставались беспомощными и даже почти современная электрическая коногонка - это аж 4 свечи на форсаже против 6+ у карбидки.

Постепенная электрификация шахт вытесила карбидное освещение и десятки тысяч "чайников" и "карбидок" полетели в утиль и на вторичный рынок. Их хренова туча и найти сейчас древнюю карбидку можно даже не перенапрягаясь. Так и можно перейти к последней части.

Активный отдых.
Продаваемые по цене металла шахтные светильники и фонарики немедленно заинтересовали совершенно разные категории населения. Заинтересовали настолько, что при нехватке светильников, они изготавливались в кустарных условиях!

Это были рыбаки, которым нужен был яркий светильник для ночной рыбалки (да, все тот же чайник, иногда с разной степени суррогатности рефлектором). Такой светильник мог гореть часами, а то и всю ночь, давал яркий свет и некоторый инсектицидный эффект. По крайней мере, полоска сгоревшей мошкары под форсункой - скорее норма, чем исключение.



Кстати, светильник кустарный, изготовлен в соответствии с советской школой - в смысле, целиком выточен из круга.

Это были охотники, которым был нужен переносной прожектор для подстветки глаз енотов на ночной охоте. Да, можно было использовать калильный светильник, но ацетиленовый светильник было не страшно грохнуть об камень.



И, конечно же, это были спелеологи. До самого недавнего времени спелеологи не просто пользовались карбидками, а пользовались специально-спелеологическими карбидками! Ацетиленовый свет полюбился им настолько, что фирмы, уже готовящиеся к банкротству, начали выпуск улучшенных карбидок!







Что изменилось? Ну, во-первых, на карбидке наконец-то появился ШЛАНГ. На голову можно было надеть легкую горелку, а генератор оставить на поясе. Раньше этого не было - наверное, шланги из натуральной резины распадались быстрее, чем хотелось бы.





Во-вторых - пластик вместо латуни.



Чем была хороша карбидка? Да тем, что все остальное было хуже. Фонарик на гальванических батареях в ноль целых хрен десятых свечи? И парой часов работы? Плиииз!
Свечной фонарик? Кх-кх.
Летучая мыша? О да, вот только ее не хватало.





В общем, карбидка давала приятный свет, примерно как эталонная летучая мыша, была надежна и относительно удобна в использовании. И, поскольку пещеры редко оборудованы для туризма (иначе это будет подземный музей), то проявились и неучтенные особенности карбидки:

Это открытый огонь, так что при залазе, помощи товарищу и т.п. вполне м

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив