Родственники примуса | ТМ 1938-07

Евг. ЦИТОВИЧ и В. СМИРНЯГИН

Все домашние хозяйки, которым приходилось пользоваться примусом, по собственному опыту знают, что примус гораздо экономнее керосинки. Он расходует в два-три раза меньше горючего.

В чем же здесь секрет? Ведь в примус наливается тот же керосин, и ничего более. Конечно, пламя примуса действует сильнее потому, что оно ближе к дну кастрюли, чем пламя керосинки, но есть и другая причина, не менее важная. Это — более полное сгорание топлива. Чтобы сгорание происходило без остатка, надо увеличить поверхность топлива, раздробить, размельчить его, дать к нему со всех сторон доступ воздуха, содержащего в себе необходимый для горения кислород.

Попробуйте зажечь керосин, налитый на блюдце. Над пламенем поднимется густой черный дым. Это значит, что керосин сгорает не полностью, ему не хватает кислорода. Он соприкасается с воздухом только своей поверхностью; успевает сгореть только водород, содержащийся в керосине, а углерод выделяется в виде копоти. Струя керосина тоже не даст полного сгорания, так как внутренние ее частицы изолированы от воздуха. Такое же неполное сгорание происходит и в керосинке несмотря на то, что в ней устроена высокая вытяжная труба для более сильной тяги воздуха.

Проследим теперь, как сгорает керосин в примусе. Керосин наливается в бак, в который почти до самого дна погружена трубка. Верхний конец трубки выходит наружу и заканчивается горелкой.

При помощи насоса мы накачиваем воздух в бак с керосином. Воздух собирается в верхней части бака и начинает давить на жидкость. Керосин поднимается вверх по трубке и попадает в извилистый канал горелки. Этот канал предварительно разогревается с помощью чашечки, в которую наливается спирт. Проходя по этому горячему лабиринту, керосин разогревается настолько, что превращается в пар.

Схема устройства примуса. А — отверстие для вливания керосина. Завинчивается герметически. Б — капсюль горелки. В — чашечка для наливания спирта, который зажигают для подогревания горелки. Г — насос, Д — клапан для выпуска воздуха

Вот в этом и заключается секрет полного сгорания. Пар представляет собой жидкость, расщепленную на молекулы. Пары керосина вырываются наружу через маленькое отверстие капсюля и рассеиваются с помощью кольцеобразной розетки. Они быстро смешиваются с воздухом. Каждая молекула пара со всех сторон омывается частицами воздуха, поэтому сгорание происходит быстро и полностью. Когда в примусе налито чистое горючее, когда примус действует исправно и пламя его не сбивается набок, а равномерно рассеивается во все стороны, сгорание становится почти совершенным. Такой примус не дает ни копоти, ни запаха. Пламя его бесцветно.

Обыкновенный примус, подставленный под соответствующим образом устроенную плитку, нагревает сразу три предмета

Духовой шкаф, поставленный на примус, позволит вам выпекать свежие булочки.

Так можно нагревать утюги, чтобы возможно полнее использовать тепло горелки.

Там, где нет газа, можно использовать керосин, сжигая его в компактной плитке, работающей по принципу примуса.

Многие знакомы с примусом, но мало кто знает, что температура его пламени достигает внушительной цифры — около 800°. При такой температуре можно плавить не только свинец и олово, но даже стекло, цинк и алюминий. Эта высокая температура послужила причиной того, что первый примус появился на свет как керосино-калильная лампа для освещения.

Керосиновый факел-комета Мейгака, предшественник современного примуса. Он применялся для освещения, но изобретатель рекомендовал использовать его и для нагревания.

Насадка для изменения характера пламени примуса. В одном случае она — кольцеобразная, для получения широко рассеянного пламени; в другом — цилиндрическая, для прогревания мелких и узких предметов —  пробирок, паяльников и т. п.

Это было в конце прошлого века, когда электрическое освещение еще не было распространено. На улицах больших городов горели газовые рожки. Чтобы усилить тусклый огонь газовых рожков, стали применять так называемую ауэровскую сетку. Она представляла собой колпачок из хлопчатобумажной ткани, пропитанной салями тория и церия. В жарком газовом пламени ткань сразу сгорала, но оставался хрупкий скелетик солей, который, раскаляясь, испускал белый, очень яркий свет. Ослепительный свет ауэровской сетки вызывал желание применить ее и для керосиновых ламп. Но температура пламени у керосиновых фитильных ламп оказалась недостаточной для того, чтобы раскалить сетку. И вот тогда, в 90-х годах прошлого века, была изобретена керосино-калильная лампа, которая в принципе ничем не отличается от современного примуса. В нее так же нагнетался воздух, в ней горели те же пары керосина, но только пламя не рассеивалось в стороны, а выходило узким язычком и раскаляло сетку, надетую на горелку.

Описание первой такой лампы заканчивается указанием, что она может быть использована и для нагревания, стоит лишь, для большего удобства, наклонить высокую трубку, по которой идет горючее, и поставить над горелкой треножник.

Так родился примус.

Керосино-калильные лампы для освещения оказались изобретением без будущего. Не прошло и двадцати лет, как их вытеснило более удобное и дешевое электричество. Примус как нагревательный прибор надолго пережил своего незадачливого родственника и до сих пор в различных вариантах применяется в быту и промышленности.

Вот, например, знакомая многим паяльная лампа. Ее можно увидеть в любой слесарной мастерской, без нее не обойдется ни один водопроводчик. Ею обогревают трубы, оттаивают землю и стены, расплавляют свинец и олово. Это — тот же примус во всех своих деталях, измененный только внешне. Лабиринт горелки заменен здесь змеевичком — спиралью. Пламя выходит из лампы не кольцом, как у примуса, а бьет концентрированной струей, причем эта струя пламени по пути все время поддерживает змеевик в горячем состоянии.

Паяльная лампа, как показывает самое ее название, чаще всего употребляется для того, чтобы разогревать на ней паяльник. Этот инструмент, похожий на маленький топорик, представляет собой заостренный кусок меди, насаженный на длинный стержень. Когда вы прикасаетесь раскаленным медным наконечником к куску олова, оно расплавляется, и его капельки прилипают к паяльнику. В таком виде его легко можно перенести к запаиваемому предмету.

Ближайший родственник примуса —  паяльная лампа. На ней разогревается паяльник.

Горелка паяльной лампы со снятым кожухом. По предварительно разогретой спиральной трубке идет керосин и превращается в пар. Пламя горелки все время поддерживает эту спираль в горячем состоянии.

Но, вместо того чтобы устраивать отдельную лампу и отдельный паяльник, оказалось, гораздо удобнее соединить оба эти предмета в одно целое. Все детали примуса, включая насосик и резервуар для небольшого количества керосина (много его для этой цели не требуется), прекрасно уместились в ручке паяльника. Жар его пламени разогревает медный наконечник. Преимущество такого паяльника заключается в том, что он не остывает во время работы.

Портативный примус легко может быть использован везде, где нужно кратковременное горячее пламя. Сменные насадки могут превратить его в неостывающий паяльник. Насос и резервуар умещаются в ручке инструмента.

Несмотря на то, что паяльник родной брат примуса, они по внешнему виду совсем не походят друг на друга. Это — наглядный пример того, как видоизменяется один и тот же прибор, применяемый для разных целей.

Кроме паяльника, у примуса есть еще немало самых ближайших родственником. В одном из юмористических рассказов Ардов и Зощенко обратились к читателям с шутливым предложением — устроить «примус на всю квартирус», с несколькими горелками от одного резервуара.

Юмористы напрасно смеялись над таким прибором. Подобный «примус на всю квартирус» давно существует и пользуется заслуженным уважением. Его резервуар представляет собой большой баллон с горючим, куда накачивается воздух. Баллон снабжен манометром для регулирования давления воздуха и предохранительным клапаном. Из баллона керосин поступает в трубку, от которой отходит несколько шлангов. Каждый из них оканчивается обыкновенной примусной горелкой. Эти горелки могут разжигаться и вместе, и порознь.

Схема, показывающая, как работает «примус на всю квартиру». Ряд индивидуальных горелок включен в один резервуар.

Баллон, от которого можно отвести произвольное количество примусных горелок.

Такой примус со множеством горелок употребляется в лабораториях, там, куда нельзя подвести газ. Он ставится в мастерских, где нужно иметь несколько разогревательных точек. Он особенно удобен в тех случаях, когда приходится работать в стесненных условиях, например отогревать трубы на большой высоте, под потолком и т. д. Легче и безопаснее брать с собой горелку, изолированную от резервуара с горючим, чем тащить сравнительно тяжелую паяльную лампу, налитую керосином. Пламя такой горелки можно направлять во все стороны и даже вниз, чего нельзя сделать с паяльной лампой.

По такому же принципу устроена и целая примусная плита: из одного резервуара горючее подается к нескольким конфоркам и духовке,

А вот еще один, довольно странный на вид примус, Он очень походит на кухонный, но вместо одной горелки у него устроено шесть, восемь, а то и больше. Этот букет горелок излучает большой жар. Под горелками помещен даже асбестовый круг, чтобы предохранить резервуар примуса от слишком большого нагревания лучистой теплотой. Такими «многоголовыми» примусами разогреваются моторы самолетов в зимних условиях, для того чтобы отогреть застывшее масло и растопить замерзшую воду в радиаторах перед запуском мотора.

*

Но нет ли у примуса более солидных родственников? Нельзя ли применить его идею и в тех случаях, когда нужно сжигать громадное количество топлива в больших котельных установках?

Конечно, можно и нужно. Ведь и здесь было бы нецелесообразно сжигать нефть, разливая ее по топке или же подавая в топку целой струей. В этих случаях применяется форсунка, которая имеет такое же назначение, что и горелка примуса: как можно больше раздробить топливо, распылить его, чтобы увеличить поверхность сгорания. Но только в примусе это производится путем испарения топлива, а в форсунке — путем его разбрызгивания.

По своему устройству форсунка напоминает еще и другой бытовой прибор — пульверизатор. Простейший пульверизатор знаком каждому. Две трубки поставлены под прямым углом друг к другу; если в одну из них дуть, а другую опустить в жидкость, то над второй трубкой образуется разреженное пространство, и жидкость по трубке устремится вверх; у самого выхода она попадет в струю воздуха и разлетится мелкими брызгами.

По такому же точно принципу работает и форсунка, только трубки в ней расположены не под углом друг к другу, а одна внутри другой. Нефть или другое жидкое топливо идет по трубке либо сверху, под влиянием собственной тяжести, либо гонится искусственно созданным давлением. Перед выходом в сопло (отверстие форсунки) трубка суживается, и жидкость попадает под струю пара или воздуха, которая с большой силой бьет из второй, внутренней трубки. Эта струя разбивает жидкое топливо на мельчайшие брызги и выносит его вместе с собой из сопла форсунки мелкой пылью.

Форсунка для жидкого топлива — родственник примуса и пульверизатора. Из сопла форсунки вырывается струя нефти, распыленной на мельчайшие брызги, и тут же охватывается пламенем.

Конечно, это раздробление не столь полное, как у примуса, где керосин превращается в пар, т. е. разлагается на молекулы. Как бы ни были мелки брызги, они все же соединяют в себе десятки и даже сотни молекул. Однако и такого распыления вполне достаточно, чтобы обеспечить полное сгорание нефти. Из сопла форсунки нефть выносится мелкой пылью, почти туманом. Это еще не пар, но уже и не жидкость. В смеси с подогретым воздухом этот нефтяной туман попадает в топку и сгорает полностью и почти мгновенно.

Котел парового отопления с форсункой для пылевидного топлива.

С помощью форсунок можно сжигать не только жидкое, но и твердое топливо — уголь, торф и т. д., надо лишь превратить его в пыль. В таком пылевидном состоянии твердое топливо сгорает гораздо быстрее, чем в кусковом виде.

Применение форсунки для твердого пылевидного топлива сразу открыло перед ней «поле деятельности» всюду, где есть поблизости торф или уголь. Сейчас уже многие электростанции СССР работают на пылевидном торфе с помощью форсунок.

Но иногда нужно распыливать жидкость не для того, чтобы ее сжигать.

Об обыкновенном комнатном пульверизаторе мы уже говорили. На улицах наших крупных городов можно встретить и автомат-пульверизатор, который опрыскивает вас духами после того, как вы опустите в него монету.

Но вот другой, более интересный и важный прибор, который называется аэрографом. Внешне он очень похож на пистолет. Внутри аэрографа проходят два трубопровода. От одного идет шланг к резервуару с жидкой краской, от другого — к баллону с сжатым воздухом. Если вы нажмете курок аэрографа, струя сжатого воздуха увлечет за собой жидкую краску так же, как это происходит в пульверизаторе. Из дула аэрографа вырвется пылевидное облако жидкой краски, которая ровным и тонким слоем ляжет на поверхность окрашиваемого предмета.

Аэрограф — прибор для распыления краски.

Окраска помещения с помощью аэрографов.

Подобным «пистолетом» можно не только окрашивать предметы, но даже покрывать их металлом. Конечно, для этого надо превратить металл в жидкое состояние и затем с помощью воздушной струи распылять брызги металла по поверхности. Такой процесс называется металлизацией, или шоопированием, по имени швейцарского инженера Шоопа, который изобрел специальный шприц-пистолет.

Шприц-пистолет очень напоминает аэрограф, но отличается от него одной деталью. Было бы очень неудобно и неэкономно носить за этим прибором расплавленный металл в тигельках и все время подогревать, чтобы он не застывал. Да и орудовать со струей расплавленного металла было бы куда труднее, чем с жидкой краской. Металл прожигал бы шланги, он остывал бы, не дойдя до ствола. Шооп придумал простое решение. Через ствол его пистолета проходит тонкая проволочка, которая автоматически подается к соплу (дулу пистолета). Перед самым выходом помещается автогенная горелка. От ее жаркого пламени проволока на конце начинает плавиться. Капельки металла тут же подхватываются струей воздуха и выносятся из ствола мелкой пылью.

Дальнейший процесс металлизации ничем существенно не отличается от окрашивания. В струе воздуха брызги металла быстро охлаждаются и не причиняют никаких повреждений поверхности. Таким прибором можно металлизировать не только дерево, но и кожу, картон, бумагу и даже ткань. Пылинки металла так твердо вбиваются во все поры, что получается прочная, гладкая и красивая поверхность.

Схема установки для металлизации: 1 — насос, сжимающий воздух, 2 — баллон для воздуха, 3 — масляный фильтр, 4 — кран для регулирования подачи воздуха в металлизатор, 5 — баллон с ацетиленом, 6 — баллон с кислородом, 7 — катушки с проволокой, которой металлизируют, 8 — шприц-пистолет, 9, 10 и 11 — шланги, подающие в шприц-пистолет кислород, ацетилен и воздух.

Так железные вещи покрываются цинком.

Металлизация нашла широкое распространение. Различные железные и стальные поверхности покрываются никелем, хромом или цинком для защиты их от коррозии.

Так широко, разнообразно и неожиданно применение этих родственных друг другу приборов, с помощью которых человек превращает в струю все, что ему потребуется, — пар и уголь, духи и нефть, краски и металл, торф и яды, воду и пламя.