Карбидные фонари 19 века сообщение

Обновлено: 30.06.2024

всегда был неравнодушен к карбидным лампам и фонарям — прревликает дизайн — яркий свет, тепло, не стандартный подход, да и просто подержать в руках реактор…
далее копипаст и фотки —

Карбидные лампы.

Описание, принцип работы итест драйв карбидных ламп, или попросту — карбидок. Дякина, Petzl, Альтурс, Скиф

Немного теории. Карбидки бывают двух типов: открытого и закрытого

Из серийных образцов карбидка Дякина, уральская карбидка — закрытые, большинство остальных (Petzl, Альтурс, Скиф и проч.) — открытые. В чем между ними разница? Это хорошо видно на рисунке: слева карбидка открытого типа, справа — закрытого. Любая карбидка состоит из двух камер. В нижней находится карбид. В верхней вода. Над водой еще есть пустое пространство. В открытой карбидке верхняя камера соединена с атмосферой отверстием. Обычно это дырочка в крышке заливного отверстия. В альтурсовском и петцелевском бачке дырочка спарена со штуцером под шланг. Таким образом, давление газа в верхней камере всегда равно атмосферному. А давление в нижней камере равно или чуть меньше давления столба воды в верхней камере. Как только давление ацетилена становится больше давления столба воды, ацетилен начинает пробулькивать через вентиль (капельник) в верхнюю камеру до выравнивания давлений. Когда давление ацетилена ниже давления воды, ацетилен идет только через форсунку. Условие нормальной работы карбидки — постоянное поступление воды через отверстие вентиля в нижнюю камеру. Можно записать формулу давлений на отверстии вентиля открытой карбидки. Давление сверху больше, поэтому вода беспрепятственно стекает в нижнюю камеру:

Рн2о + Ратм. > = Рс2н2 + Ратм. или Рн2о > = Рс2н2

Атмосферное давление в формуле действует на камеры через форсунку и через атмосферное отверстие в крышке.

Из формулы видно, что давление ацетилена в форсунке не может быть больше давления столба воды в бачке, сколько бы мы не подавали воду на карбид.

Иная картина в бачке закрытого типа. Конструкция отличается лишь двумя элементами. Нет отверстия, соединяющего верхнюю камеру с атмосферой. Но есть Г -образная трубка, соединяющая нижнюю камеру с надводным пространством верхней камеры. Благодаря этой трубке давление газа в обеих камерах всегда одинаково. И это давление не связано с высотой водяного столба в верхней камере. Таким образом, давление на форсунке может быть очень большим, вплоть до выбивания форсунки. Формула давлений на вентиле карбидки закрытого типа:

Рн2о + Рс2н2 + Ратм. > = Рс2н2 + Ратм. или Рн2о > = 0

Здесь также давление сверху больше и вода поступает в нижнюю камеру.

Необходимость Г-трубки станет понятна, если представить карбидку без атмосферного отверстия и без Г-трубки. Для нее будет иметь место следующая формула:

Рн2о > = Рс2н2 + Ратм.

На верхнюю камеру не действует атмосферное давление, поэтому, чтобы данное неравенство реализовалось, нужен столб воды больше 10.5 м. высотой. Это, очевидно, невозможно, и карбидка работать не будет.

Можно сделать карбидку, которая легко будет переделываться из одного типа в другой. Надо только поставить на Г- образную трубку резьбу со съемной заглушкой. И завести две крышечки для заливного отверстия: одну глухую, а другую с дырочкой. Ну и, конечно, поставить уплотняющую прокладку на вентиль. Иначе через него будет стравливаться давление закрытой карбидки.

В чем преимущества и недостатки каждого из двух типов карбидок.

2). Если мы слишком сильно откроем вентиль воды, то лишний ацетилен будет уходить в атмосферу, минуя форсунку. А это не экономично. Непонимание этих двух пунктов приводит к тому, что человек бессмысленно увеличивает подачу воды, и, в итоге, имея маленькое пламя, за два часа выжигает всю засыпку карбида. Тогда как при правильном обращении засыпки хватает часов на пять. Но полностью исключить потери невозможно (см.п.3). В среднем, по моим наблюдениям, открытые карбидки требуют карбида раза в полтора больше, чем закрытые.

3). Экономичность открытой карбидки зависит от резкости наших движений. Когда мы двигаемся рывками, поверхность воды в бачке колышется и в эти моменты происходит пробулькивание через капельник. Когда воды остается около 0.5 см, карбидка практически уже не работает. В данном случае я бы советовал полностью закрыть вентиль. Тогда она еще будет работать некоторое время, забирая воду из влажной отработки. Закрытая карбидка не чувствительна к болтанке.

4). Открытые карбидки могут плохо работать в наклонном положении, так как, если воды осталось мало, то в наклонном или лежачем положении отверстие вентиля может оголиться от воды и давление в нижней камере мгновенно сбросится. А постоянное щелканье поджигом, занятие, прямо скажем, малоприятное. Фактически карбидка перестает хорошо работать, когда осталось около четверти полной заливки воды.

5). Из открытых карбидок вода может выливаться из атмосферного отверстия.

3). Данная конструкция сложнее по исполнению, так как в ней резьба вентиля должна быть герметичной и держать пусть не большое, но давление. А уплотняющие прокладки бывают капризными.

4). Еще одно неудобство закрытой карбидки: ее надо заливать водой перед самым использованием. Ведь если даже шток надежно закрыт, вода может проникнуть в нижнюю камеру через Г-образную трубку. Протреся такую карбидку по автобусам часа два, можно обнаружить, что добрая половина карбида уже превратилась в отработку. Впрочем, многие открытые карбидки тоже нельзя заливать водой заранее (см. выше, п.5).

5). Зато закрытые карбидки стабильнее работают в наклонном и лежачем положениях, меньше гаснут при ударах.

— Не заливай воду в бачок до конца. Оставляй слой воздуха в 1 см.
— Вероятность форсажа гораздо выше в свежезалитой карбидке.
— Не уменьшай подачу воды в шкурнике или перед тем, как лезть в шкурник.
— Чем больше в бачке отработки, тем меньше вероятность форсажа, так как отработка играет роль буфера для воды.

97.Сравнительная характеристика карбидок.

Закрытого типа, со всеми вытекающими плюсами и минусами. Стоимость(2004 г.) около 900 р. Материал корпуса — дюраль, остальное латунь, нержавейка. Плюсы: недорогая, качественное исполнение, легкая. Минусы: латунная резьба быстро стачивается, отчего нижняя часть бачка начинает периодически отваливаться. Обычно по данной причине и умирают. Не лениться смазывать резьбу. Латунь соединена с дюралью завальцовкой. Иногда через завальцовку травит. Лечится промазыванием эпоксидкой. Еще минус: отношение емкости для воды к емкости для карбида 200 мл./400 мл.=1:2, тогда как нормальное соотношение 1:1. Это значит, что на одну карбидную заправку требуется две заливки воды. Впрочем, данная ошибка присутствует у всех нижеперечисленных карбидок, кроме титановой.

В настоящее время не производится. Еще недавно распродавались последние запасы. У меня такая карбидка жила четыре года при интенсивном использовании, включая десять экспедиций в природные пещеры.

Петцль есть Петцль, найти недостатки трудно, но можно. Большая цена: дешевле 1900 р. не сыщете (2005 г.). Еще недостаток — неудобный для пальцев вентиль. В мокрых заглинянных перчатках проскальзывает. Часто бывают проблемы с отвинчиванием нижнего стакана. Материал — дорогой пластик, нечувствительный к ударам. После распирания бачка отработкой пластик восстанавливает прежнюю форму.

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Карбид + вода = гашеная известь + ацетилен.

В каком соотношении брать карбид и воду? Если кто еще помнит из школьного курса химии, что такое молярная масса, от может проверить. Для остальных приведу готовый ответ. На 320 г. карбида (5 моль) берется 180 г. воды (10 моль). Получается 370 г. отработки и 110 л. ацетилена. 300 г.карбида это как раз стандартная заправка на 2/3 нижней камеры бачка на 400 мл. Объем верхней камеры обычно составляет как раз 200 мл. То есть, одна заправка водой на одну заправку карбида. При номинальном расходе форсунки 14 л./ч. получаем 8 часов приличного света. Наверно, умные дяди так и считали. В реальности на 300 г. карбида уходит воды в два раза больше, и светит открытая карбидка не более 5 часов. Закрытая может светить часов 8, но пламя под конец уже довольно низкое. Почему так? А потому, что половину воды мы выбрасываем с влажной отработкой. А недолго потому, что много ацетилена идет мимо форсунки.

Щелкаем поджиг — пламя не горит.

а). Поджиг не дает искры. Проверить, есть ли искра. Если нет, почистить жало иглы. Если поджиг не работает систематически, то можно попробовать уменьшить расстояние между иглой и корпусом поджига. Возможно, пьезокристалл не дает нужного напряжения для пробоя воздуха искрой. Чем меньше слой воздуха, тем меньшее напряжение требуется для пробоя. Чем острее игла, тем больше на ней электрический потенциал. Если искры по-прежнему нет, пользоваться зажигалкой, или выковырить пьезо из пьезозажигалки.

б). Искра есть, газ явно идет, но не поджигается.

Карбидный велосипедный фонарь Miller Monarch, изготовленный в 1910-х годах британской компанией Miller & Co Ltd - из коллекции Веломузея Андрея Мятиева.

Карбидные велосипедные фонари появились на рынке в 1896 году и быстро обрели популярность. Принцип работы карбидного фонаря прост: в верхний резервуар заливается вода, в нижний помещается карбид; вентилем с игольчатым клапаном регулируется поступление воды в нижний резервуар. Выделяющийся в результате химической реакции горючий газ ацетилен поступает по трубке в горелку и поджигается. Пламя довольно сильное и дает голубоватый резкий свет.

По своей эффективности карбидные фонари значительно превосходили масляные и керосиновые, а тем более свечные лампы, использовавшиеся ранее, но со временем они были вытеснены с рынка более простыми и не требующими сложных манипуляций электрическими фонарями. Поскольку ацетилен - газ, как известно, взрывчатый, то порой с карбидными фонарями случались неприятные аварии, в результате которых могли быть и пострадавшие. В коллекции Веломузея Андрея Мятиева сейчас насчитывается более 450 велосипедных фонарей различных конструкций, в том числе около 120 - карбидных ламп.

Если вам понравился материал - ставьте лайк, подписывайтесь на канал и узнаете много интересных фактов из истории техники и спорта!

Карбидные лампы были широко распространены для освещения шахт с начала XX века. Они, по сути, были связующим звеном между факелом или свечным фонарем и современным электрическим фонарем.

В 1892 году Томас Уилсон изобрел метод экономичного производства карбида кальция, из которого, в свою очередь, можно было получить ацетилен. Эта химическая реакция использовалась в изготовлении лампы. Карбидные лампы стали применяться в зданиях с 1894 года, а с 1896 года — на велосипедах, каретных фонарях и других транспортных средствах. Патент на первую карбидную лампу был подан Фредериком Болдуином в Нью-Йорке 18 октября 1899 года. Это было опубликовано 28 августа 1900 года.

Источником света служил горящий газ — ацетилен, выделявшийся при воздействии воды на карбид кальция. Карбид помещался в закрытом резервуаре в нижней части лампы. Сверху располагалась емкость для воды, которая подавалась в резервуар по особой трубке. Поступление воды регулировалось специальным винтом. Ацетилен, получавшийся в результате реакции, попадал в горелку, расположенную сбоку лампы и накрытую предохранительным цилиндром с отверстиями для подачи воздуха. Цилиндр изолировал пламя горелки от окружающей среды, которая часто представляла собой взрывоопасную смесь подземного газа с воздухом. Для увеличения силы света использовался круглый рефлектор, создававший направленный световой поток.
Карбидная лампа даёт яркий свет тёплой гаммы. Кроме того, реакция карбида с водой является экзотермической, потому бачок дает некоторое количество тепла, пригодного для обогрева рук или тела. Когда весь карбид прореагирует, в бачке остается влажный пастообразный гидроксид кальция (гашеная известь). После очистки бачка его можно вновь зарядить карбидом и водой.

В горнодобывающей промышленности карбидные лампы длительное время использовались шахтерами в подземных горных выработках. Даже когда было доступно электрическое освещение, карбидная лампа оставалась широко распространенной из-за своей большей светоотдачи и более низких эксплуатационных расходов, а также из-за прочности и меньшего общего веса.

В наши дни карбидная лампа используется только в случае нужды в мощном автономном источнике света, например, в спелеологии, на отдалённых маяках, так как это освещение выгоднее, чем подвод линии электропередачи или автономная энергетическая установка.

Фонарь карбидный. XIX в. Германия (?). Из собрания Муромского музея

Интересно устройство фонаря: он химический, а вовсе не электрический, как можно подумать, и светится благодаря горючему газу — ацетилену. Химики получили его еще в 1830-х годах, но широкое распространение в быту он получил не сразу из-за сложности массового получения. Самый простой способ его добычи — из карбида кальция — был открыт в 1862 году немецким химиком Веллером.

Достоинством ацетилена было яркое горение, но его применение долго ограничивалось недостатком исходного материала, карбида. Только с конца XIX века его начали производить в большом количестве на заводах, сплавляя кокс с известью.

Было придумано два типа устройства карбидных фонарей: в одних вода капала на карбид, а в других кусочки карбида падали в воду. В обоих случаях начинается химическая реакция, при которой кислород из воды соединяется с кальцием обратно в известь, а водород с углеродом превращаются в ацетилен.

Наш музейный фонарь первого типа: сверху расположен резервуар для воды, а снизу для карбида. Такого типа приборы использовались в качестве автомобильных, велосипедных и экипажных фонарей. В помещениях ацетиленовые фонари не применяли из-за опасности взрывов и пожаров — в смеси с воздухом ацетилен довольно взрывчат, а устройство фонарей не было герметичным и утечки газа из них были нередкими. Кроме того нечем не пахнущий ацетилен вызывал у людей отравление.

Продавали порошок карбида кальция в жестяных коробочках, предохранявших его от воздействия влаги. Привозили карбид из-за границы, а в самой Российской империи заводы по его производству были построены на территории Армении.

Буквой P обозначен резервуар для порошка карбида, расположенный во внутреннем цилиндре G внутри резервуара R.

Когда внутрь R наливали воду, начиналась реакция, ацетилен поступал по трубке Е в горелку, а если было нужно потушить фонарь, то перекрывали трубку Е и избыток ацетилена вытеснял воду из внутреннего цилиндра G и реакция прекращалась.

Когда фонарь решали снова зажечь, то поворачивали краник, газ начинал течь в горелку, а на его место поступала вода и реакция возобновлялась.

Понятно, что такого фонаря хватало ровно на столько, сколько в нем было карбида и воды.

Недостатком фонаря можно назвать то, что он не только требовал частой заправки, но и частой очистки от гашеной извести, которая заполняла фонарь и забивала трубку горелки.

Карбидная лампа (газовый фонарь) — лампа, где источником света служит открытое пламя струи сжигаемого ацетилена, который, в свою очередь, получается из химической реакции карбида кальция с водой. Карбидная лампа даёт яркий ненаправленный свет тёплой гаммы.

Данный тип ламп был широко распространён в прошлом. Их устанавливали на кареты, автомобили и велосипеды. В наши дни карбидная лампа используется только в случае нужды в мощном автономном источнике света, например, в спелеологии, на отдалённых маяках, т.к. это освещение выгоднее, чем подвод линии электропередачи или автономная энергетическая установка. До сих пор такие лампы используются на судах, бакенах.

1906 - 'Luminator'

Продукт работы инженера Joseph Lucas Limited, город Бирмингем, Англия. Сделана из латуние с никелированным покрытием.

1899 - 'Rainbow'

Изготовлено компанией Mathews & Willard. Оловяный корпус с никелевыми пластинами. В цилиндрической лампе помещен резервуар с водой, позади отражателя с карбидом кальция в специальной чаше.

1899 - 'Cetolite'

Компания H. Miller & Company, Бирмингем, Англия. Основной материал - латунь. Один из самых успешных газовых велосипедных фонарей Викторианской эпохи в Англии.

1899 - 'Acetylator'

Патент принадлежит A. C. Davidson, а сам фонарь был изготовлен в 1899-1902 годах. В ту эпоху стоил примерно 21 шиллинг или 4.10 Викторианский долларов. В фонаре интересно устройство - резервуар с водой находится над камерой горения, что приводит к постоянным проблемам испарения воды.

1899 - 'Otto Lamp'

Газовый фонарь немецкого производства Otto Scharlach. Классический материал для того времени - латунь и никеливые пластинки. Одни из первых фонарей с элементами укрощательства с тиснением. Спросом пользовался у богатых велосипедистов. Еще одной особенности фонаря является колесо регулирования уровня воды.

1909 - 'Colonia'

Ацетиленовая велосипедная газовая лампа, производства Joseph Lucas Limited, Бирмингем, Англия. Латунь и никель. Популярная модель хорошего качества, благодаря неприхотливости и нечастому ремонту пользовалась успехом у велосипедистов.

1899 - 'The Dupee'

Карбид кальция помещается в центре под большой крышкой, резервуар с водой выведен в наружную оболочку. Расход контролируется с помощью небольшого рычага.

1899 - 'Majestic'

Продукт компании Edward Miller & Company, Мериден, США. Подобный стиль называется "сэндвич". Карбид кальция находится в основании, сверху располагается камера горения с водным резервуаром посередине. Сзади находится управление уровнем воды.

1899 - 'White Star'

Газовая лампа Brown & Smith of Newport, Кентуки, США. Горение в камере регулируется полой трубкой, проводящей газ из котла снизу.

1898 - 'Perfecta'

Лампа инженера C. Lohmann, Германия. Выпускалась до 1914 года.

1900 - 'The Gem'

Лампа необычного дизайна с незащищенной камерой горения, и также алюминевым отражателем.

1912 - 'K.O.R.A.'

Название означает "King Of the Road Acetylene". Автором является Joseph Lucas Ltd, Бирмингем, Англия. К стандартным никелю и латуни добавлена черная эмаль, придающая лампе интересный внешний вид.

1899 - 'Schmitt's Original'

Газовый фонарь от Lohmann, Германия. Подобные лампы обладали специальными резиновыми трубками, собирающими пыль от карбида кальция. Она убирается и трубки лампы очищаются насосом.

1898 - 'Manchester'

Manchester Components Co, Манчестер, Англия.

Circa 1910 - 'Radsonne'

1908 - 'Cetolite'

Производство Henry Miller and Company, Бирмингем, Англия. Лампа сделана из латуни с никелем, а также алюминевыми вставками. Велолампы редко делалисиь ввиде "переносного фонаря", что было хорошим элементом рекламы - лампа, которую можно носить в руке и ставить на велосипед.

1906 – ‘Calcia'

Joseph Lucas Limited, Бирмингем, Англия.

1900 - 'Electro Model C'

Страна производитель - США.

1905 - 'Twentieth Century'

Betts Patent Head Light Company, Нью-Йорк, США.

Circa 1910 - ‘The Eagle Lamp’

Продукт от H. W. Abe, Германия. Для создания использовались латунь, тиснение и стальная арматура. Хотя лампа и обладала необычным дизайном, но удачи на рынке она так и не соискала, ввиду того, что давала слабый свет.

1898 - 'Twentieth Century'

Betts Patent Head Light Company, Нью-Йорк, США. Самая популярная лампа америки 19го века. Благодаря удобному механизму крепления могла устанавливаться на велосипеды, кухне, сарае и других местах.

Читайте также: