Каждый, кто видел работающую карбидную лампу, замечал — насколько яркий и чистый свет она дает. Обыкновенная керосиновая лампа (без калильной сетки) не идет ни в какое сравнение с карбидной лампой, ни по яркости, ни по спектру. И, несмотря на 21 век, карбидные лампы до сих пор продаются — они до сих пор незаменимы для спелеологов. Ну а в древнем мире это было бы революцией. Итак, что для этого требуется?
Их химических веществ требуется только одно — сам карбид кальция. При соединении с водой он образует ацетилен, который прекрасно горит. Красивый свет получается из-за того, что горение ацетилена очень высокотемпературно — 3300°С, что по закону Планка как свечение абсолютно черного тела — дает максимум именно в видимой части спектра. Поэтому светоотдача у карбидной лампы очень высока.
Конструкций карбидных ламп существует множество. «Множество» — это когда в 19-м веке составляли каталог конструкций, то количество пунктов перевалило за 200. Просто потому, что область применения была очень широкой — от шахтеров до шоферов. Однако, отличаются они мелкими конструкторскими деталями, системами поджига, рефлекторами и технологией производства.
Мы не будем сейчас рассматривать вычурные конструкции художественного исполнения, ведь принцип действия карбидной лампы одинаков. В конце концов в любой эпохе достаточно дизайнеров, которые доведут форму до совершенства. Рассмотрим самую простую конструкцию, которая применялась в шахтах.
Тут есть две емкости. В верхней находилась вода, в нижней карбид кальция. Вода через трубку капала в нижнюю емкость, карбид разлагался и по выводящей трубе (она же горелка) подавался в центр рефлектора, где великолепно сгорал. Технологически такая конструкция по силам не только Древнему Риму, но и Древнему Египту.
Однако, по принципу действия лампы делились на два типа — открытого и закрытого. «Открытый» и «закрытый» относятся к конструкции емкости для воды (емкость для карбида всегда должна быть закрыта). В лампах открытого типа емкость воды соединена с атмосферой, а в в лампах закрытого типа заливное отверстие заткнуто наглухо.
В лампе открытого типа вырабатываемый газ при его излишке (который не успевает выходить через форсунку) пробулькивается через трубку в камеру с водой и давление уравновешивается. В лампе такой конструкции давление газа не может превышать давление водяного столба в бачке. Поэтому когда вода заканчивается, то давление газа в форсунке падает и пламя уменьшается. Кроме того, если вода течет слишком быстро, то газа вырабатываться слишком много, он не успевает выходить через форсунку и постоянно стравливается через бачок, поэтому лампы открытого типа неэкономны. Также с ними нужно обращаться осторожней — не размахивать и не наклонять, чтобы не расплескать воду. Ну и при болтании давление воды скачет, ацетилен стравливается скачками, пламя мигает вплоть до угасания. Соответственно, как автомобильную фару лампы открытого типа не ставили.
В лампе закрытого типа есть еще один конструктивный элемент — трубка, которая выходит из ацетиленовой емкости выше уровня воды, а сама емкость плотно закрыта. В результате давление ацетилена не зависит ни от атмосферного давления, ни от давления воды. Но из-за этого эта лампа может «разгоняться» — повышение давления ацетилена выгоняет дополнительную воду на карбид, которая дает еще больше ацетилена. В результате пламя может превратится в дикого размера факел. Кроме всего прочего, это лишний расход карбида, хотя лампа закрытого типа чуть ли не в полтора раза экономнее открытого типа. Поэтому конструкция лампы закрытого типа должна предусматривать быструю раскупорку водяного бачка, что при отсутствии резьбовой крышки в древности может оказаться затруднительным.
При конструировании помните, что емкость для карбида должна быть съемной или оставлено окно для заполнения.
Собственно, это все, что нужно знать о карбидной лампе, чтобы создать свою простейшую конструкцию. Делают их сейчас из множества материалов — латунь, нержавейка, пластмасса, дюраль. В древние времена вполне можно сделать из латуни, где завальцовывая, а где паяя оловом.
Карбидная лампа до сих пор производится потому, что держит рекорд по соотношению вес/количество света/длительность работы.
Конечно, сегодняшние лампы с пьезоподжигом и часто комбинированные карбид-электрические. Но нам в древнем мире излишества не нужны.
>> Поэтому конструкция лампы закрытого типа должна предусматривать быструю раскупорку водяного бачка, что при отсутствии резьбовой крышки в древности может оказаться затруднительным.
Раскупоривать надо ручками. Полыхающую лампу под давлением. Может просто клапан для стравливания? Больших давлений и абсолютной герметичности не надо. Кожа или дерево сойдут.
Нет там там такого давления. Оно как раз и стравливается через горелку. Клапан если ставить, то он должен реагировать на очень слабое давление и был бы ненадежен. Ацетиленовая лампа по конструкции простая как топор, и это проверено шахтерами за сотню лет эксплуатации (в СССР еще в 50-е годы можно был у шахтеров карбидную лампу увидеть).
А про кожу или дерево — то все равно емкость для карбида должна быть железная. Карбид что дерево, что кожу проест насквозь. Ну и горелка тоже из металла. А еще рефлектор хоть какой-то желателен.
а где этот карбид берут вобще?
сорри, не прокрутил вниз. коммент можно удалять.
Спасибо за то, что обратили внимание на этот вид освещения. Вообще, нравится, что вы пишете о вещах с точки зрения максимальной эффективности при максимальной простоте.
Читаю вас с удовольствием, т.к. в последнее время на фоне разлагающихся коммунального хозяйства и скатывания в средневековье мы все, возможно, станем попаданцами в новый мир.
И там ваши сведения могут очень пригодиться.
Про скатывание нас в средневековье — это очень вряд ли.
Это как любое дело — первый раз очень долго, а потом быстрее и быстрее. Мы сейчас очень много знаем, чтобы выскочить из средневековья фактически за пятилетку. Хотя прогресс, бывает, и идет вспять, я об этом еще напишу.
Германия была отброшена войной ко временам первых мануфактур. Века на восстановление не понадобились.
Тарас, некоторым главное прокукарекать (как этим летом) а потом хоть не рассветай)
Есть еще один занятный момент у этих ламп (виден на нескольких из фоток)
делают две форсунки под углом друг к другу чтобы языки пламени пересекались.
как результат — такую лампу не гасит порыв ветра.
Та что сверху — это препление рефлектора, то что снизу — форсунка.
Резьбовую пробку не обязательно, можно зажим как в канистре.
по карбидным лампам https://engineering-ru.livejournal.com/630667.html
//Упоминание о темноте, которая в прошлом отравляла существование всем полярным экспедициям, естественно вызвало в моей памяти наши осветительные средства. В качестве газа мы пользовались ацетиленом, который с большим успехом применялся двумя предшествующими экспедициями. У Шеклтона весь газ поступал из генераторов в общий резервуар, помещенный в специальный стояк внутри дома, у самого входа, чтобы вода, с помощью которой образуется газ, не замерзала. У нас каждая горелка имела свой небольшой генератор, а общего резервуара вообще не было. Это, конечно, экономило много места, но было связано с некоторыми недостатками, которые нам так и не удалось устранить до конца. Но виной тому только отсутствие у нас опыта, а никак не авторы идеи.
Хуже всего было то, что из-за отсутствия резервуара установка требовала постоянного наблюдения. Как только давление внутри генератора превышало некий предел, пузырьки газа поднимались сквозь воду, окружавшую газгольдер с карбидом кальция, и выходили наружу. Одно было спасение в таких случаях – вынести генератор за дверь и дать ему замерзнуть. Эта же причина вызывала засорение горелок продуктами сгорания карбида кальция, которые сильный поток газа выносил по трубке из генератора. Если бы газ поступал из генераторов через воду в резервуар, а уже оттуда – в газопроводы, мы бы не знали этих неприятностей.
Тем не менее когда установка действовала, у нас было вполне сносное освещение, не требовавшее к тому же особых усилий с нашей стороны. Оно бесспорно было очень экономичным – ведь карбид кальция фактически не расходовался. Зимой свет зажигали, как только вставал кок, а вечером генератор вынимали из воды и свет постепенно угасал. Бывало, однако, что он упорно не желал тухнуть, никак не давая нам заснуть. Об этом красноречиво рассказывает выдержка из моего дневника:
«Не так давно благодаря ацетилену появился новый и весьма изощренный способ пытки. Как правило, граммофонный сигнал будит в 4 часа утра, кроме намеченной жертвы, еще несколько человек, и именно в это время газ, который увы! невозможно выключить, начинает медленно умирать. Трубопроводы забиваются сажей, и при пониженном давлении газу сквозь нее не пройти. Из-за этого он то и дело производит шум, больше всего напоминающий грохот мотоцикла, который где-то очень далеко мчится по шоссе со скоростью 30 миль в час [48 км/ч]. Однако мотоциклист, проехав, больше не возвращается, а в четыре часа утра даже на главных магистралях Англии мотоциклы не идут сплошным потоком. Газ проявляет куда большее усердие. Вот прошел один мотоцикл, ты изрыгаешь проклятия, завертываешься поплотнее в одеяло и закрываешь глаза, но не тут-то было. Появляется вторая машина, она идет на той же скорости, что и первая, но, как ни странно, остается в пределах слышимости в семь раз дольше. Снова интервал – на этот раз выезжает целая стая машин, скорее всего это клуб мотоциклистов на утренней тренировке. Иногда кто-нибудь один вдруг резко тормозит – нарвался, наверное, на полицейскую засаду. Минут этак через тридцать ты чувствуешь, что близок к помешательству, тебя так и подмывает вытащить из-под койки что-нибудь потяжелее и запустить в горелку. К счастью, до этого еще не дошло, но в один прекрасный день наше терпение лопнет и газ потухнет навсегда».//