Отопление светильным газом - 1879 год

Отопление светильным газом. (1879 год)

Вышеназванное сочинение г. Жермине заключает весьма обстоятельное изложение различных способов отопления посред­ством светильного газа и других многочисленных применений этого соединения; считая некоторые из названных сведений интересными в техническом отношении, я представляю их здесь в сжатом виде, останавливаясь главным образом на тех фактах, которые относятся к строительной технике.

Между различного рода топлива, газообразные признаются, как известно, самыми совершенными, причем главный их преимущества состоят в следующем.

1. Возможность проведения газа без большой потери на зна­чительное расстояние.
2. Быстрота зажигания его, причем мгновенно может быть получено пламя требуемой интенсивности.
3. Удобство регулирования силы пламени.
4. Отсутствие дыма и соединенной с ним копоти.

Единственное неудобство газообразного топлива составляет высокую ценность, ограничивающая, во многих случаях, его применение; здесь же заметим, что в экономическом отношении, выгоднее других горючих газов, так называемый, — светильный, который качеством этим обязан главным образом более усовершенствованным способом его добывания: со­образно с этим, все нижесказанное относится к названному газу.

Для лучшего исследования способов применения последнего— считаю не лишним сказать несколько слов о свойствах его и строении пламени.

Светильный газ, известно, состоит из углерода и водорода; при нагревании до высокой температуры (600 гр.)—он разлагается, причем оба названные элемента входят в соединение с кислородом, образуя, соответственно, углекислоту (CO2) и воду (Н2О) и развивая значительное количество теплоты.

Указанные явления могут быть исследованы при рассмотрении пламени газа, зажигаемого после выхода его из трубки (черт. 1); здесь мы замечаем следующие части;

• Внутренняя А—темная, где, вследствие недостаточно вы­сокой температуры, еще не происходить горения.
• Следующая часть В—самая светлая; здесь водород—как легче окисляющийся элемент—сгорает, и раскаляется добела углерод, способствующий этим яркости пламени.
• Наконец, наружная желтая часть С, где, вследствие из­бытка притекающего кислорода, происходит горение углерода.

Подобное пламя, называемое белым, блестящим, испуская значительное количество тепловых и световых лучей, применяется для освещения и отопления лучистою теплотою.

Но в тех случаях, когда требуется согревание непосред­ственно прикосновением,—как это имеет место в  кухонных приборах, там белое пламя не может быть допущено по следующей причине: в части В (черт. 1) заключается значительное количество свободного углерода: поэтому, если ввести туда холод­ное тело, то оно покрывается названным элементом *), образующим слой сажи, который, но своей незначительной теплопровод­ности, препятствует подогреванию; при этом также теряется то количество тепла, которое мог бы доставить, сгорая, осадившийся углерод.

Указанное неудобство может быть устранено только при отсутствии в пламени части В, т. е. углерод должен сгорать тот­час после разложения газа; но для горения необходим кислород; поэтому последний должен иметь свободный доступ к каждой частице газа; условие это будет выполнено, если перемешать воздух с газом до горения, что и производится помощью ниже указанных приспособлений.

Горелка для подобной смеси (черт. 2) первоначально состояла из металлического конуса а, покрытого сверху проволочной сеткой; газ, выйдя из трубки b, увлекает действием инжекции воздух, входящий через кольцевое пространство с, и поднимается в конусе а: смесь над сеткой зажигают, причем образуется бледное голубое пламя, не заключающее свободного углерода; сетка, поглощая теплоту, не пропускает пламени и во внутрь конуса, предупреждая тем самым возможность взрыва.

Неудобство рассмотренного приспособления состоит в быстром перегорании сетки; поэтому в настоящее время чаще применяются горелки, устроенные на подобие Бунзеновской (черт. 3); здесь а—конец газопроводной трубки, доставляющей газ в цилиндр С; последний снабжен двумя отверстиями В, предназна­ченными для притока воздуха; смесь газов зажигается при вы­ходе (d) из цилиндра, где горит не коптящим темным пламенем.

Считая этот вопрос о строении светящегося (белого) и тем­ного (голубого) пламени достаточно разъясненным, перейдем к применениям светильного газа.

Случаи применения светильного газа для отопления.

Не касаясь применения теплородных свойств газа в заводской и ремесленной промышленности, остановимся здесь только на тех случаях, когда названное топливо может служить для подогревания в домашнем обиходе.

Рассматривая вышеуказанные преимущества газа, мы видим, что они имеют особенное значение именно тогда, когда требуется: быстрота согревания, возможность регулирования, по произволу, величины пламени и скорое зажигание последнего. Все эти требования, главным образом, относятся к топке кухонных оча­гов; и действительно: здесь чаще всего встречается необходи­мость быстрого зажигания огня требуемой силы; далее, смотря по числу приготовляемых блюд, изменяется также и величина потребного пламени; наконец, для приготовления супов и многих других кушаний, сначала, до кипячения, нужен сильный огонь, который, затем—когда требуется поддерживать слабое кипение— может быть значительно уменьшен.

Кухонные очаги, согреваемые твердым топливом, не удовлетворяют перечисленным требованиям; растопка этих приборов требует продолжительного времени, и сила пламени не может быть регулирована произвольно: в тот момент, когда требуется уменьшить огонь, последний обыкновенно бывает самым сильным; далее, если одновременно приготовляется несколько блюд, требующих различной степени жара, то приходится, все-таки, поддерживать плиту при высшем пределе температуры; наконец, весьма значительное количество тепла теряется через метал­лическую поверхность очага.

*) Здесь углерод осаждается вследствие того, что охладившись, не может гореть.

Все названные неудобства устраняются при отоплении газом; служащие для этого приборы обыкновенно состоят из несколь­ких больших, соответствующих числу кушаний, горелок, которые снабжены отдельными кранами; поэтому последние доста­вляют возможность управления силою пламени каждой горелки самостоятельно—независимо от соседних; отсутствие же осталь­ных неудобств очевидно и пе требует особых пояснений.

Расход тепла, вследствие правильности горения газа, настолько мал, что, несмотря на высокую ценность последнего, применение его выгодно далее в экономическом отношении, не говоря уже о других удобствах, как-то: быстроте приготовления кушаний, облегчении ухода, опрятности и проч.

Что же касается до применения газа для отопления жилых помещений, то оно бывает выгодно только в тех случаях, когда требуется поддерживать высокую температуру короткое время; но при постоянном отоплении, газ, в экономическом отношении. далеко уступает твердому топливу.

В подтверждение сказанного относительно выгодности применения газа для приготовления кушаний, ниже приводим расход его на варение или печение более употребительных блюд *) количеством на 5 персон.



Средним числом на приготовление одного блюда расходует­ся 3,86 коп.: поэтому варение обеда, состоящего из трех блюд, с кипячением трех литров воды *) и подогреванием шести литров до 50 гр. **) обойдется в 14,08 коп.; между гем как для этого же израсходуется дров от 15 до 20 кон.

Устройство газовых горелок для темного (голубого) пламени.

Выше (черт. 2,3) был указан проем, с помощью которого мо­жет быть получено не коптящее голубое пламя газа; но оба рассмотренные прибора, первый—по его непрочности, второй—по при­чине скорого засоривания, неудобны и в домашнем обиходе применяются редко, будучи вытеснены нижеуказанными типами, которые по своей форме могут быть подразделены на две группы, а именно: 1) кольцевые и 2) шляпочные горелки. Один из более простых типов первого рода горелок представлен на черт. 4 и был придуман М. Бенгелем; здесь А—газопроводная труба, оканчивающаяся небольшим отверстием; часто эта соедине­на с С посредством двух пластинок; воздух, увлекаемый газом, проникает свободно, через кольцевое пространство В в трубку D; смесь газов зажигается при выходе из отверстия Е; на черт. 5 показано устройство плиты с двумя подобными горелками; F обозначает газопроводную трубу, G—ветви ее к каждой горелке, к—краны, D—кольцевые горелки, с подстав­ками для поддержания посуды.

С целью предохранения отверстия D (черт. 4) от засоривания, их располагают сбоку (черт. G); очевидно, что при этом жир и другие, тому подобные, тела не могут попасть в названные отверстия.

Регулирование силы пламени значительно облегчается с применением двойной кольцевой горелки (черт. 7); трубка b проводит газ во внутреннее и с- наружное кольцо; устройство остальных частей то же, что и выше.

*) Один литр газа стоит в Петербурге 0,013 коп.; сообразно с этим вычислены ниже соответствующие издержки.
*) На кипячение 1- го литра воды (от 0гр.) требуется 32 литра газа.
**) Вода эта необходима для мытья посуды.

Дальнейшие усовершенствования горелок относятся к облегчению их прочистки; для этого кольца устраиваются разборчатыми (черт. 8); здесь А—газопроводная труба, К, К*—краны, О, О—отверстия, предназначенные для притока воздуха; C, D—части горелки; первая (С) представляет крышку, вторая (D)—дно; соединение общих частей между собою и с коленами В,В производится посред­ством болтиков Е; в последнее время, впрочем, для этой цели применяется желобок с выступом,—как в обыкновенных лампах.

Шляпочные горелки (черт. 9) отличаются от кольцевых только своею формою.

Кухонные нагревательные приборы.

Сообразно со способом приготовления кушания,—необходимую принадлежность хорошо устроенного кухонного очага составляет: а) приспособление для жарки лучистою теплотою, б) духовая печь, с) прибор для варки в кастрюлях; при отоплении газом, в первых двух случаях устраивают горелки со светлым пламенем, в третьем—с теплым.

Примечание. Горелки с притоком воздуха, вследствие незначительного содержания в пламени тепловых лучей, не могут служить для жарки лучистою теплотою.

Ниже рассмотрены кухонные приборы в том же порядке,— в каком они были перечислены.

Черт. 10 представляет один из более простых типов печи, предназначенной для жарки лучистою теплотою; он со­стоит из металлического цилиндра А, снабженного в нижней части кольцевою газовою рампою, с рожками небольших размеров и без притока воздуха; далее К—кран, Р —вешалка для жарящихся припасов, которые располагаются на расстоянии 1/2 ф. от пламени; внизу помещается сотейник.

На черт. 11 показан прибор системы Жаке, имеющий прямо­угольную форму; здесь, прямолинейная газовая рампа с белым пламенем помещена в верхней части печи, и отверстия для вы­хода газа расположены сбоку; при этом — пламя направлено горизонтально — во внутрь прибора; у задней стенки последнего находится наклонный железный лист, отражающий световые и тепловые лучи; крышка печи состоит из двух металлических листов, причем заключенное между ними пространство сообщается, спереди, с внутренностью прибора, сзади же—с вентиляционной трубой; нижняя полу-цилиндрическая часть печи содержит вертел В; кроме того, в рассмотренный прибор может быть вставляем  сотейник с решеткой  R—для жарки говядины.

Еще удобнее тип, показанный на черт. 12; прибор этот, придуманный г. Лиотар, служит для жарки па вертеле или решетке и заменяет духовую печь; здесь горизонтальная рампа R может вращаться около своей оси; металлические листы L выдвижные и служат для отделения верхней части прибора, образующей печь, закрываемую дверцами d; при жарке па вертеле листы L вынимаются; наконец, для жарки на решетке, последняя становится, вместе с сотейником, на дно прибора. Вращая рампою п управляя крапом К, можно изменять, по произ­волу, как силу, так и направление пламени.

Что же касается до приборов, служащих для варки в ка­стрюлях, то они вообще устраиваются, как было показано на черт. 5; подобный же прибор представлен на черт. 13; здесь каждое кольцо горелки снабжено отдельным краном.

В тех случаях, когда один и тот же прибор должен заключать в себе все указанные приспособления, могут быть применяемы нижеуказанные типы.

На черт. 14 представлен небольшой очаг (системы Вьельяр) для приготовления обеда на 4—5 человек; часть А, снабженная рампою R (*), служит для жарки на вертеле или решетке; при этом согревается также и духовая печь В; последняя снабжена еще вспомогательною рампою r; над крышкой печи расположены три кольцевые горелки с темным пламенем; они по­крыты решеткой S, па которую становят кастрюли с варимыми припасами.

Той же фирме принадлежит  очаг для 6—8 персон, пока­занный на черт. 15; здесь часть А, с рампою R, служит для жарки лучистой теплотой; В представляет духовую печь; над ней помещены горелки: С—для водяной бани, D—для рыбной кастрюли и Е, F—для обыкновенных кастрюль; каждая горелка управляется отделанным краном.

(*) Рампа эта расположена так же, как и в печи Жаке (черт. 11)

Очевидно, что, сообразно с потребностью, число горелок может быть произвольно увеличиваемо; существуют типы оча­гов с отдельными горелками, для подогревания утюгов (черт. 16), жарки кофе (черт. 17) и проч.; тут же располагаются газовые рожки, служащие для освещения.

Отопление жилых помещений.

Применение газа для отопления жилых помещений представ­ляет следующие удобства: 1) быстроту зажигания, 2) легкость управления количеством доставляемой теплоты, 3) устранение под­кладки топлива и, вообще, облегчение ухода за нагревательными приборами. Но при высокой ценности газа, отопление им стоит весьма дорого и в настоящее время может быть допускаемо только, как роскошь.

соответствующие нагревательные приборы могут быть весьма разнообразного устройства, но пока преобладают следующие типы: камины, печи и калориферы.

На черт. 18 показан камин, придуманный г. Легран; здесь, чугунные трубы А, обделанные в виде дров, сообща­ются с газопроводною трубою и снабжены по всей поверхности отверстиями, служащими для выхода газа; далее, В—метал­лическая коробка с двойными стенками, защищенная огнеупор­ным кирпичом; она снабжена дымовою трубою; пространство, заключенное между стенками коробки, закрывается спереди решеткой и исполняет назначение воздушной камеры; пламя газа— белое.


Весьма красивый тип топливника представлен на черт. 19; он состоит из ряда параллельных трубок с отверстиями для выхода газа; последний горит белым пламенем, которое частью прикрывается асбестом, накаливающимся и увеличивающим тем самым количество испускаемых лучей; С—обозначает подвижную подставку для посуды.

С целью достижения большей правильности в расположении лучистой теплоты—газовые камины часто снабжаются медными рефлекторами с волнистой поверхностью; волны расположены та­ким образом, что отраженные лучи направляются главным обра­зом вниз, т. е. в ту часть помещения, которая должна быть преимущественно согрета.

К более простым типам подобного рода приборов отно­сится камин с рефлектором, придуманный В. Вьельяр (черт. 20); газовая рампа помещается в верхней части прибора и пламя направлено во внутрь; А—волнистый рефлектор.

Такие камины представлены на черт. 21, 22; последний снабжен, еще, теплым шкафом G.


Следующие затем приборы — газовые печи применяются редко; они состоят обыкновенно из металлической оболочки, окружающей газовую рампу; необходимую принадлежность печей составляет дымовая труба.

Более распространены, так называемые, комнатные калори­феры, снабженные приспособлением для подогревания свежего воз­духа; на черт. 23 показан подобный прибор г. Бенгеля; здесь А—кольцевидная газовая рампа, В—металлические трубы, по кото­рым горячие продукты горения поднимаются вверх, в собиратель С, откуда, по каналу В, опускаются и переходят в дымовую трубу Е; все названные части окружены оболочкою F,—и в огражденное, таким образом, пространство G вводится наружный воздух, который, согревшись, выходит в помещение через отверстие К.



Другой тип калорифера (черт. 24), придуманный инженером Лавал, представляет еще большее развитие поверхности нагрева; он состоит из кольцевидной рампы В, окруженной металличе­скою оболочкою К с отверстиями (С) для притока воздуха, питающего горение; отверстия эти закрыты медными сетками; продукты горения поднимаются, по D, в собиратель Е, откуда пере­ходят въ трубы F, сообщающиеся с кольцевым собирателем G и—дымовой трубой Н; цилиндр I сообщается нижним отверстием с частью М, куда может быть приведен свежий воз­дух.

Совершенно своеобразный тип калорифера, предназначенного для согревания ног, показан на черт. 25; он состоит из металлического ящика с двойными стенками; во внутреннем отделении расположена газовая рампа В; воздух, питающий горение, протекает через переднюю стенку Н пространство между оболочками образует род камеры, куда через отверстие, сде­ланное в дне прибора, проходит согреваемый воздух; для выхода последнего—верхняя доска снабжена особым отверстием; к прибору принадлежит еще небольшая дымовая труба, кото­рая может быть пропущена в вытяжной канал,—если таковой имеется в помещении. 


В заключение- рассмотрим еще несколько приборов, которые с большим удобством могут быть применяемы в домашнем обиходе.

На черт. 26, 27 показаны два прибора, служащие для освещения и кипячения жидкости; здесь: А—горелка, с притоком воз­духа, управляемая самостоятельным краном, Б—рожок, пред­назначенный для освещения.

Черт. 28 представляет газовую печь — для подогревания воды; она состоит из металлического цилиндра, внутри которого расположена горелка В с притоком воздуха; вода, из напорного бака, протекает по трубе F, G, Н в печь, где бьет фонтаном, состоящим из отдельных топких струек; последние, прикасаясь к горячим продуктам горения, поднимающимся вверх, согреваются весьма быстро; ветвь в служит для протока теплой воды в ванну.

Оканчивая этим настоянную статью, заметим, что нами были рассмотрены далеко не все применения газа ; химические лаборатории, ремесленные и фабричные заведения пользуются теплородными свойствами последнего в весьма обширных размерах; лица же, интересующиеся этой частью вопроса, найдут подробные объяснения в вышеназванном сочинении г. Жермине.




С. Б. Лукашевич.

Журнал "Зодчий" 1879 г.я