Проблема использования жидкого топлива

В ТЕЧЕНИЕ нескольких десятилетий керосин являлся ос- новным целевым продуктом нефтепереработки. Примерно

70 % мазута — остатка керосинового производства — долгое время сжигалось в земляных амбарах.

Развитие промышленности, водного и железнодорожного транспорта, широкое применение паровой машины заставили подумать о топливе как о важнейшем участке всего хозяйства страны.

В России еще в XVIII в. неоднократно ставился вопрос о «бережении лесов», которые в огромных размерах истребля- лись на топливо. Особенно много шло леса для производства смолы, поташа и солеварения.

В 1764 г. Екатерина II, назначая графа П. Разумовского генерал-губернатором Украины, предписывала ему «не учре- ждать такие заводы, коими обыкновенно много лесу переводится бесповоротно на многие годы»1.

Для сохранения лесов под Москвой в 1754 г. был издан за- кон, запрещающий строить стекольные и хрустальные заводы ближе чем в 200 верстах от столицы. Законом от 1796 г. запре- щалось строить в Московской губ. «огнедействующие фабрики и заводы».

Чтобы представить себе картину массового истребления леса в России, достаточно сказать, что в 80-х годах прошлого века только в 32 губерниях средней полосы России ежегодно расхо- довалось (округленно) 2 51 млн. бревен и 31,6 млн. кубических

 

1 Сборник Русского исторического об-ва, т. VII, стр. 385, 1871.

2 Кеппен. Минеральное топливо и наши железные дороги. Горный журнал, т. 3, стр. 341, 1880.

 

236

сажен дров, т. е. каждый год в средней полосе страны сводилось 2 097 873 десятины леса.

«Лесной журнал» писал в 1876 г.: «Быстрее огня и сильнее насекомых, ветров, бурь, инея — ожеледи и других явлений при- роды истребляет наши леса царь природы — человек. С востока и запада, юга и севера слышны горькие жалобы на страшное лесоистребление» 1.

Даже в более позднее время, когда для отопления стали при- менять каменный уголь, дрова играли огромную роль в топлив- ном балансе страны. Еще более хищническое истребление лесов происходило в странах, ранее России ставших на путь промыш- ленного развития, — в Англии и Франции.

Не случайно поэтому почти одновременно во всех промыш- ленно развитых странах мира упорно пытались разрешить проблему сжигания нефтяного топлива. Ученые, инженеры и изобретатели предлагали сотни примитивных и очень сложных способов сжигания нефти под котлами промышленных устано- вок. Но ни один из этих способов не решал проблемы. По- пытки использовать нефть как котельное топливо шли по не- скольким направлениям одновременно:

а) сжигание нефти непосредственно в жидком виде;

б) превращение нефти в пар, а затем сжигание нефтяных паров;

в) пропитывание нефтью пористых тел и сжигание их вместе с нефтью.

В Баку, например, к нефтяным остаткам примешивали навоз и эту смесь бросали в топку без колосников.

В Галиции был взят патент на изготовление брикетов из нефти, смешанной с золой и песком. Для эксплуатации этого изобретения было создано специальное общество с капиталом в 1 млн. крон, но оно не добилось реальных результатов и разо- рилось.

В США над этой проблемой с 1860 г. работали инженеры Шоу и Линтон. В ноябре 1862 г. они получили патент на изобре- тенный ими способ сжигания горючей жидкости в топках2. Этот метод заключался в следующем. На кольцеобразном резервуар- чике, наполненном горящим углем, возвышался желобчатый конус. Из топки вынимали колосники и вставляли в нее этот аппарат, предварительно прогревая топку углем. Под давлением пара нефть направлялась из резервуара, расположенного выше топки, на верхнее основание конуса и растекалась по его жело- бам. Часть нефти не сгорала, попадая на горящий уголь в кольцеобразном резервуаре. Для усиления тяги пускали в топку струю пара. Этот аппарат предназначался для отопле-

 

1 Лесной журнал, стр. 341, 1876.

2 Гу л и ш а м б а р ов. Нефтяное отопление пароходов, паровозов.

Горный журнал, т. II, стр. 7, 1880.

237

ния судов. 22 октября 1862 г. Морское управление США назна- чило специальную комиссию для того, чтобы определить воз- можность применения во флоте изобретения Шоу и Линтона. Проведя опыты, комиссия установила, что 1 фунт сырой нефти испаряет 10,36 фунта воды, а 1 фунт угля испаряет 5,1 фунта воды. Кроме того, комиссия подчеркнула, что переход с уголь- ного на нефтяное отопление позволит сократить штат обслужи- вающего персонала на океанском пароходе с 50 до 10 человек и даст экономию только на одном рейсе из Америки в Европу

25 тыс. руб.1

Расчеты комиссии имели отношение не только к аппарату Шоу и Линтона, но и к общей оценке нефтяного топлива в судо- ходстве. Аппарат Шоу и Линтона не получил широкого приме- нения. В 1862 г. появился в Америке аппарат Джона Билля для сжигания нефтяного топлива. На колосниках устанавливался железный ящик с вогнутым к середине дном. В переднюю часть ящика подавалась по трубке нефть. Трубка, установленная немного выше дна, была окружена воронкообразной решеткой. На решетку накладывали горящий каменный уголь, после чего начинали понемногу подавать нефть. Она горела большим коп- тящим пламенем, не успевала сгорать на углях, растекалась по дну ящика и там догорала. Для уменьшения копоти в ящик вен- тиляторами подавался воздух. Применение воздуходувных ма- шин очень осложняло аппарат, делая его крайне громоздким и непрактичным. Аппарат Бидля не получил распространения2.

В 1864 г. англичанин Ричардсон предложил свой аппарат для сжигания жидкого топлива. В этом аппарате сгорал газ, образующийся в топке.

Аппарат имел форму буквы М. Углубление верхней части аппарата заполнялось пористым материалом (древесным углем, пемзой, известняком, коксом и т. п.), а в нижнюю часть посту- пала нефть, которая поддерживалась там при помощи регули- рующего устройства на определенном уровне. Пористые мате- риалы играли роль светильни, по которой нефть, испаряясь, под- нималась и сгорала. Горение начиналось после того, как обра- зовавшийся из нефти газ проходил сквозь пористый материал. Аппарат Ричардсона был испытан английским адмиралтейством и забракован.

В 1866 г. Генри Фут изобрел аппарат, приспособленный к сжиганию керосина, предварительно превращенного в газ. Этот аппарат был настолько неудачен, что сам автор после первых же испытаний отказался от мысли внедрить его в произ- водство. В этом же году в Америке появился аппарат Сарони. Сарони воспользовался идеей Фута, но в качестве топлива

 

1 Гулиша м баров. Нефтяное отопление пароходов и паровозов. Горный журнал, т. II, стр. 7, 1880.

2 Там же, стр. 5.

238

вместо керосина применил нефть. Затем Дарзей заменил в та- ком же аппарате нефть креозотом. Судьба всех этих изобрете- ний была одинакова: после первых же испытаний о них забыли. В 1866 г. Наполеон III предложил известному французскому химику С. К. Девилю сконструировать аппарат для сжигания нефти. Изучив физический и химический состав нефтей, Девиль приступил в 1868 г. к опытам по сжиганию нефтяного топлива. Свой примитивный аппарат Девиль установил на яхте импера- тора. Это была чугунная решетка, имевшая форму трапеции.

Передняя сторона ее была наклонная, а задняя отвесная. Ре- шетка имела вертикальные отверстия для притока воздуха, а в верхней части ряд наклонных трубок для топлива. Нефть стекала по наклонным желобам и сгорала. Несгоревшая часть стекала в нижний желобок и там догорала. Аппарат Девиля тоже не получил распространения.

Ни один из множества созданных за рубежом аппаратов для сжигания нефти даже не приблизил к коренному решению проблему сжигания жидкого топлива.

О том, как бесплодны были попытки зарубежных изобрета- телей создать аппарат для сжигания жидкого топлива, писал русский инженер Гулишамбаров: «В прошлом году мне вто- рично пришлось посетить главнейшие государства Западной Европы и Северо-Американские Соединенные Штаты и еще раз я имел случай убедиться, что в деле нефтяного отопления Рос- сия стоит впереди всех государств. Этот вопрос и в теоретиче- ском и в практическом отношениях у нас разработан лучше, чем за границей. Просматривая англо-американские и франко-гер- манские патенты по данному предмету, в них нередко можно встретить такие «усовершенствования», которые давно уже известны нам и на практике оказались неудачными» 1.

В Баку впервые использовал нефтяные остатки в качестве топлива механик К. Вейзер. В 1867 г. он сжигал нефтяные остатки на колосниковой решетке.

Приспособление Вейзера было весьма примитивным. На же- лезной раме размером 4 X 4 вершка в поперечном направлении располагались желобки с отверстиями. Нефть, попадая в отвер- стия верхнего желобка, переходила во второй желобок, со вто- рого — на третий и т. д. В раме было шесть желобков. Нефть, не сгоревшая на желобках, попадала в чашу, расположенную на поде печи, и здесь догорала. Топка имела поддувало. Аппа- рат Вейзера в свое время был широко использован в Баку и вытеснил нефтяные брикеты2.

 

 

1 Гулишамбаров. Нефтяное отопление пароходов, паровозов, постоянных паровых котлов, металлургических, комнатных, кухонных, хлебо- пекарен и др. печей. Предисловие, СПБ, 1894.

2 Гулишамбаров. Нефтяное отопление пароходов и паровозов. Гор- ный журнал, т. II, стр. 18, 1880.

239

Долгое время русский инж. Каменский считался изобретате- лем форсунки. Но это не соответствует действительности. Инж. Каменский изобрел в 1869 г. более совершенный, но не первый аппарат для сжигания жидкого топлива. Аппарат Каменского со- стоял из чугунной рамы, в которую вставлялась решетка или коробка, верхняя сторона которой имела небольшой наклон впе- ред. На ней было три ряда углублений, соединенных между собой двумя рядами параллельных углублений. Каменский использовал сложную сеть углублений для лучшего дробления струи нефти. Резервуар с нефтью располагался на паровом котле. Отсюда нефть поступала в коробку с отверстиями на дне. Эти отверстия закрывались подвижной пластиной с маленькими отверстиями. Она передвигалась взад и вперед при помощи гайки. Нефть, попадая в углубления, растекалась по ним. К углублениям по специальной трубке с маленькими отвер- стиями подводился из котла пар. Сначала топку разжигали твердым топливом, а затем из резервуара пускали нефть; она стекала тонкими струйками на под печи и сгорала, давая много копоти и дыма 1.

Каменский установил свой аппарат в бакинском порту, а за- тем на военном пароходе «Наср-Эддин-Шах». Аппарат работал плохо и вскоре был снят с корабля.

В 1873 г. инж. Каменский сконструировал новую форсунку, в которой нефть текла по наружной трубке. Этот аппарат давал плохую пульверизацию; нефть крупными каплями падала в топку.

В том же году инж. Порецкий создал форсунку, основанную на принципе пропускания сырой нефти через пористые мате- риалы (песок и др.). Аппарат Порецкого был установлен 25 но- ября 1869 г. на пароходе «Таганрог». Испытания не дали поло- жительных результатов. Затем аппарат испытали на шхуне

«Абин», курсировавшей между Николаевым и Одессой. В тече- ние 6 месяцев изобретатель доставлял на шхуну за свой счет горючие и смазочные материалы, несмотря на то, что он был предупрежден: «Каковы бы ни были результаты от отопления котлов нефтью Морское Министерство никаких обязательств по отношению изобретателя на себя не берет» 2.

Так безучастно относилось царское правительство к решению столь важной технической проблемы. Не удивительно, что инж. Порецкому, как и многим другим специалистам, не удалось довести до конца испытания своих изобретений.

Во многих странах мира изобретатели, инженеры и ученые предложили десятки различных конструкций аппаратов, предна- значенных для сжигания нефтяного сырья. Но все эти аппа-

 

1 Гулишамбаров. Нефтяное отопление пароходов и паровозов. Горный журнал, т. II, стр. 32, 1880.

2 Аппарат инж. Порецкого для отопления нефтью паровых котлов на судах. Морской сборник, № 8, стр. 21, 1871.

 

2.10

раты по своему устройству и принципу действия были крайне примитивны и не находили ни признания, ни применения. Впер- вые эффективно действующий аппарат для сжигания жидкого топлива (форсунку) создал талантливый русский изобретатель Александр Ильич Шпаковский.

В 1863 г. в России появился пульверизатор для разбрызгива- ния духов, одеколона и для получения «молнии» на сцене путем распыливания мельчайших частиц канифольной пыли. Этот при- бор навел Шпаковского

на мысль применить прин- цип пульверизации горю- чих жидкостей путем по- дачи в аппарат воздуха при помощи специального воздушного насоса.

До этого никому не приходила мысль исполь- зовать принцип пульвери- зации для сжигания жидкого топлива. Создать аппарат для пульвериза- ции жидкого топлива ока- залось практически де- лом весьма сложным. А. И. Шпаковский блестя- ще решил эту проблему. Он сделал то, что не уда-

лось многим ученым, ин- женерам и изобретателям.

Форсунка Шпаковского.

Сперва А. И. Шпаковский сконструировал лабораторную паяльную лампу, отделив баллон-резервуар от горелки. В паяль- ной лампе Шпаковского в качестве топлива использовался ски- пидар. В паяльной лампе скипидар разбрызгивался сжатым воз- духом при помощи ручного насоса. Лампа отлично плавила металлы. Это был первый в мире аппарат, в котором жидкое топливо сжигалось с применением пульверизации.

В 1866 г. А. И. Шпаковский, используя принцип пульвериза- ции, изобрел форсунку — аппарат, при помощи которого можно сжигать жидкое топливо в распыленном состоянии.

Вначале изобретатель использовал для пульверизации топ- лива силу сжатого воздуха, нагнетаемого ручным насосом, а потом заменил воздух паром.

Устройство и принцип работы форсунки Шпаковского состоят в следующем 1. Нефть из резервуара подводится в трубку А, из которой через кран В направляется в трубку С и в отверстие

 

1 Белькин д энергоиздат, 1949.

Л. Д. Александр Ильич Шпаковский, стр. 69. Гос-

16 с. М. Лисичкин. 241

горелки а; пар же впускается через кран Д охватывает наруж- ные стенки трубки С и выходит в кольцеобразное отверстие bb. Раструб, закрепленный в переднем отверстии, предназначен для задержания нефти, разбрызгиваемой в стороны и не прини-

мающей участия в горении.

В форсунке этой конструкции сплошная струя нефти раз- брызгивается паром, окружающим ее; истечение нефти из го- релки в этом случае несколько опережает истечение из нее пара. Изобретение Шпаковского заинтересовало Морское министер- ство, которое пыталось перевести военный флот на нефтяное топливо. Министерство разрешило Шпаковскому испытать его аппарат на небольшом учебном судне и использовать в качестве топлива наиболее дешевое в те времена горючее вещество — скипидар. Испытания прошли успешно, но внедрение изобрете- ния затормозилось, так как противники Шпаковского доказы- вали, что жидкое топливо слишком дорого и не получит практи-

ческого применения.

В 1866 г. Шпаковский построил паровую пожарную машину, на которой был установлен насос и паровой двигатель мощ- ностью 6 л. с. В качестве топлива был снова использован ски- пидар.

Форсунка Шпаковского и на этот раз действовала отлично. Пожарная машина, обладавшая большой маневренностью и по- дававшая в минуту до 50 ведер воды на высоту 30 м, была быстро введена во всех крупных городах России.

В 1867 г. Шпаковский построил пожарную шлюпку, на кото- рой установил паровую машину и топку со своей форсункой. Результаты испытаний пожарной машины превзошли ожидания автора. Жидкое топливо в виде микроскопических капелек пол- ностью сгорало без копоти и дыма. Аппарат А. И. Шпаковского быстро получил признание и был внедрен на судах.

Впервые форсунка Шпаковского была установлена на Кас- пии в 1870 г. на пароходе «Иран», принадлежавшем обществу

«Лебедь». В качестве топлива использовали нефть. В 1871 г. форсунки Шпаковского были установлены на пароходе «Рос- сия», в 1873 г. на пароходе «Гельма», в 1897 г. на пароходах

«Дагестан» и «Пир-Базар» и т. д.

Англия, Италия и США поспешили использовать это изобре- тение и начали оборудовать свой, в первую очередь военный, флот форсунками системы А. И. Шпаковского, позволившими широко применить нефтяное топливо.

За рубежом и в России появились десятки систем различных конструкций форсунок, но все они воспроизводили форсунку А. И. Шпаковского или совершенствовали ее.

Недостаток форсунки Шпаковского заключался в том, что не вся, а только нижняя часть струи пара принимала участие в пульверизации. По выходе из трубки пар расширялся и напра- влялся вверх, поэтому получалось длинное и метлообразное

242

пламя, что вызывало неравномерный нагрев котла. Но этот не- достаток форсунки Шпаковского был быстро устранен русскими изобретателями. Важно было то, что А. И. Шпаковский раз и навсегда решил проблему сжигания жидкого топлива.

Изобретение Шпаковского вызвало целый переворот в работе судов, особенно дальнего плавания. Достаточно сказать, что судно дальнего плавания могло брать запас угля только на 4,5 дня, а жидкого топлива на 57 дней. Скорость хода судов увеличилась на три узла в час. Значительно сократился обслу- живающий персонал корабля, облегчилась проблема хранения топлива. С изобретением форсунки речной и морской флот по- лучил исключительную маневренность. Благодаря изобретению А. И. Шпаковского нефть была использована как топливо и в промышленности и на железнодорожном транспорте. Она стала важнейшим элементом в энергетическом хозяйстве страны.

На основе изобретения Шпаковского русские инженеры и изобретатели создали целый ряд прекрасных форсунок, позво- ливших использовать в качестве топлива нефтяные остатки.

Вначале были нередки случаи прогара котлов из-за непра- вильной установки форсунок, вследствие чего пламя сосредото- чивалось на одном месте, где и давало наибольшую темпера- туру нагрева. Затем научились правильно устанавливать фор- сунки и правильно регулировать приток нефти и пара.

Следует особо отметить заслуги в этом деле бакинского инженера-механика О. К. Ленца. Он приспособил форсунку к сжиганию тяжелых нефтяных остатков керосинового произ- водства. Форсунка Ленца в то время была широко внедрена во всем военном и коммерческом флоте Каспия, а также на нефтя- ных заводах, в котельных установках нефтяных промыслов и других предприятий.

Широкое распространение получила на волжских пароходах вначале и форсунка Гофмана. Она давала коническое пламя, но не обеспечивала полного сгорания топлива и вскоре была вытеснена форсункой Александрова, дававшей веерообразное пламя. В форсунке Александрова доступ воздуха был и сверху и снизу, а у Гофмановской форсунки только с внешней стороны. Но форсунка Александрова имела недостаток: веерообразное пламя сильно нагревало боковые места топки и слабо ее верх-

нюю часть.

Форсунка Александрова была вытеснена форсункой В. И. Ка- лашникова. Изучив конструкции ряда форсунок, В. И. Калашни- ков установил, что форсунки с конической формой пламени вследствие плохого доступа воздуха не обеспечивают полного сгорания топлива. Для устранения этого недостатка Калашни- ков сконструировал форсунку, дававшую веерообразное пламя1.

 

1 Д а н и л е в с к и й В. В. Жизнь и деятельность В. И. Калашникова. Труды по истории техники, вып. I, стр. 74, 1952.

16* 243

В этой форсунке приток воздуха снизу и сверху был одинаково обильным, что обеспечивало полное сгорание топлива. В то же время сгорание топлива было неравномерное: боковые поверх- ности топки нагревались сильнее, чем верхняя часть ее. Устра- няя этот недостаток, Калашников придал пламени форсунки форму полуконуса, и добился полного успеха. Форсунка Калаш- никова обеспечивала равномерный приток воздуха в толку и по- тому получалась экономия топлива.

Форсунка В. И. Калашникова в течение нескольких лет счи- талась самой лучшей; она «исключила из моды» форсунки мно- гих систем. Только за первые 12 лет (с 1884 по 1896 г.) на волжских пароходах было установлено около 700 форсунок си- стемы Калашникова 1. За свою форсунку В. И. Калашников по- лучил в 1885 г. на Нижегородской выставке медаль Импера- торского русского технического общества и вторую медаль «За трудолюбие и искусство».

Для Бакинского района, не имевшего ни своих лесов, ни ка- менного угля, решение проблемы сжигания жидкого топлива поистине было огромно. По данным инж. Гулишамбарова ото- пление нефтяными остатками было в 20 раз дешевле угольного и в 21 раз дешевле дровяного. В равной степени использование нефтяного топлива имело огромное значение и для других райо- нов страны. Применение его в черноморском флоте позволило освободиться от ввоза английского каменного угля.

В 1887 г., когда только начали применять мазут в качестве котельного топлива, ежегодно расходовалось следующее коли- чество английского угля (в млн. пудов):

одесским портом 19

батумским». 2

севастопольским портом 1

потийским» 0,5

керченским» 1

 

За каждый пуд английского угля Россия платила 24 коп. Переход Черноморского флота на нефтяное топливо нанес силь- ный удар по английским угольным компаниям.

Не менее важное значение имело применение жидкого топ- лива и для каспийского флота, который долгое время работал исключительно на дорогом грушевском антраците. В Баку по- пытались применить уголь Мангишлакского месторождения. В 1869 г. общество «Кавказ и Меркурий» послало экспедицию, которая установила, что мангишлакский уголь не пригоден для отопления судов, так как содержит до 40% золы, спекается и самовозгорается. Тогда решили сжигать на судах нефтяные остатки (форсунки еще не было). Стали смешивать мазут с зем-

 

1 Данилевски й В. В. Жизнь и деятельность В. И. Калашникова. Труды по истории техники, вып. I, стр. 74, 1952.

 

244

В. И. Калашников

\

(

)

лей и этой смесью отапливать суда, но такая попытка заменить уголь не увенчалась успехом. Тогда общество «Кавказ и Мерку- рий» поручило О. Ленцу разработать приспособление для сжи- гания нефтяных остатков под котлами судов. Судовладельцы послали Ленца за границу для изучения «опыта» по сжиганию жидкого топлива.

В Англии Ленц познакомился с аппаратом Досета, приме- нявшимся на заводе в г. Миддльбороу. Здесь из нефти при вы- соком давлении и температуре 300° получали пары, которые направляли по трубке в печь. Это был один из многих неудач- ных способов, в то время весьма распространенных в зарубеж- ной практике (особенно в Англии, Америке и Франции). Затем Ленц ознакомился с системой завода Барнеса, где нефть явля- лась подсобным топливом при сжигании угля. Не найдя в Анг- лии ничего, что могло бы привлечь его внимание в области рационального сжигания жидкого топлива, Ленц направился в Париж, в лабораторию проф. Девиля. Примитивный аппарат Девиля, построенный на принципе движения нефти по верти- кальным желобкам, не давал возможности сжигать хотя бы половину поступавшего в него жидкого топлива. Ленц вернулся в Баку из заграничной поездки с пустыми руками 1.

В доказательство того, что зарубежная техника не распола- гает ничем ценным в сжигании жидкого топлива, Ленц привез своим хозяевам разрекламированный аппарат Девиля. Его уста- новили на пароходе «Державин». Аппарат работал очень плохо; он давал короткое пламя, не позволял сжигать значительное количество топлива и поддерживать давление пара. Судовла- дельцы убедились, чего стоит нашумевший аппарат Девиля, и отказались от него.

Затем Ленц сконструировал свой аппарат для сжигания нефтяных остатков и в апреле 1869 г. установил его на том же пароходе «Державин».

К этому времени весть о форсунке Шпаковского достигла Баку и Астрахани. Владельцы фирмы «Лебедь» немедленно при- обрели несколько форсунок Шпаковского. Одну из них устано- вили на пароходе «Алексей», вторую — на шхуне «Россия», третью — на «Иране». Это были первые суда Каспия, перешед- шие на жидкое топливо.

Главный механик Астраханского завода фирмы «Кавказ и Меркурий» инж. Ленц в это время настойчиво продолжал ра- ботать над усовершенствованием своего аппарата, но общество уже не разрешило ему проводить опыты на своих судах. Ленц вынужден был за свой счет проводить эти опыты на маленьком пароходике «Артельщик», принадлежавшем Закаспийскому тор- говому обществу. На этот пароход Ленц перенес аппарат

 

1 Иени ш Н. Нефтяное отопление на паровых судах Каспийского моря. Морской сборник, № 8, 1876.

245

с «Державина», внеся в него некоторые изменения. На этот раз он поставил колосники не вертикально, а наклонно, чтобы нефть стекала медленно и успевала сгореть.

Не успокоившись на том, что новая форсунка успешно ра- ботала в течение трех навигаций, Ленц внимательно наблюдал за ее работой и обнаружил, что она давала короткое пламя и много дыма, пар плохо пульверизировал нефть. Ленц заметил,

 

Форсунка, установленная на некоторых судах об- щества „Кавказ а Меркурий".

что когда нефть и пар встречались под углом, то пульверизация происходила лучше.

В 1872 г. Ленц создал новую форсунку, которую установил на шхуне «Волга», принадлежавшей обществу «Кавказ и Мер- курий».

В этой форсунке регулирование истечения нефти производи- лось вращением головки, надетой на металлический стержень.

 

Форсунка Ленца, установленная на шхуне „Волга".

т. е. в самом конце нефтепроводной трубки. Пар встречал нефть под углом и с большой силой разбрызгивал ее. Пламя в фор- сунке образца 1872 г. ударялось не прямо в заднюю стенку топки, а в поставленный поперек нее кирпичный порог и, разби- ваясь о него, распространялось по всей топке. Эта форсунка имела то преимущество, что подвешивалась на шарнирах и в случае надобности быстро убиралась. Нефтяное топливо хранилось в металлических цистернах, расположенных в трюме

240

шхуны. Общество «Кавказ и Меркурий» разрешило Ленцу по- ставить такую же форсунку на шхуне «Туркмен».

Изучив опыт работы своей форсунки на «Волге» и «Турк- мене», Ленц создал еще одну конструкцию форсунки, в которой сплошная круглая струя нефти заменена кольцеобразной струей. Форсунка этой конструкции была установлена на пароходах того же общества: «Каспий», «Армянин», «Великий князь Кон- стантин» и «Барятинский». Вслед за этой форсункой с кольце- образной струей Ленц вскоре создал новую конструкцию с го- релкой из трубки, разделенной пластинкой на две равные части. Пар подавался через кран в нижнее отделение трубки, а нефть через кран — в верхнее отделение трубки и там нагревалась от пластинки, которая в свою очередь нагревалась паром. Таким образом, Ленц ввел предварительный подогрев нефти для луч- шей пульверизации. В передней части форсунки был прорез.

Выход нефти и пара в этот прорез регулировался при помощи задви- жек, прикрепленных к стержням, вращающимся при помощи гаек, надетых на концы этих же стерж- ней. При таком устройстве пар, вы- ходя из отверстия тонкой и плоской струей, уносил на своей поверхности ровную струю нефти и не давал воз- можности ни одной капле нефти

падать в низ топки. Этим достига- Форсунка Шухова.

лось полное сгорание топлива.

Несмотря на то, что эта форсунка работала удовлетвори- тельно, Ленц все же настойчиво продолжал совершенствовать ее и создал еще несколько новых конструкций.

В 1883 г. черноморский, а затем балтийский военный флот, применив форсунку Ленца, стали переходить на жидкое топливо. О том, насколько освоена была техника использования жидкого топлива в русском флоте, можно убедиться из того, что М. К. Сидоров уже в 1872 г. вызвал из Баку механика, а с Волги техника и построил на Печоре большой пароход, при- способленный к работе на нефтяном топливе. На этом пароходе Сидоров предполагал совершить экспедицию для исследования

Арктики. В июле 1873 г. этот пароход был спущен на воду.

Русские инженеры и изобретатели довели до конца дело, начатое Шпаковским. В нашей стране ежегодно появлялись все новые и более совершенные форсунки. В. Г. Шухов подвел итог длительному экспериментированию в этой области. В 1876 г. он изобрел, а в 1880 г. взял патент на форсунку, которая быстро вытеснила серию самых различных аппаратов для сжигания жидкого топлива. Как наиболее совершенная она заняла первое место в теплотехнике.

Шухову при помощи пара, истекающего с большой ско-

247

ростью, удалось довести до максимума пульверизацию нефти. Одновременно он разработал конструкцию топки с подогревом воздуха, поступающего к пламени. Этим он достиг наилучшего процесса горения.

О прекрасных качествах форсунки Шухова свидетельствует тот факт, что она до сих пор применяется во всех странах мира. Изобретение в 1866 г. Шпаковским форсунки внесло суще- ственные изменения в нефтяную промышленность. Керосин, ра- нее основной целевой нефтепродукт, занял второстепенное зна- чение в общем балансе целевых нефтепродуктов, а мазут стал основным товаром нефтяной промышленности. Резко увеличи- лось общее потребление нефтепродуктов, главным образом за счет мазута. С конца 70-х годов прошлого столетия нефтяное отопление начало широко вводиться в водном и железнодорож- ном транспорте. Уже в 1886 г. железные дороги России потреб-

ляли 5,8 млн. пудов нефтяного топлива.

В том же году только одно Волжское пароходство исполь- зовало на топливо 18 млн. пудов нефти и нефтяных остатков. Из 854 пароходов, плавающих по Волге в 1886 г., 339 отаплива- лись нефтяным топливом. В последующие годы волжский флот сжигал ежегодно 25 млн. пудов, а каспийский флот 5 млн. пу- дов нефтяного топлива.

«Горный журнал» писал по этому поводу в 1880 г.: «В деле нефтяного отопления Россия далеко оставила за собою все остальные государства, и наши приборы для этой цели посто- янно служат предметом удивления американцев, приезжающих в Баку» 1.

Вернувшись из поездки в Россию в 1908 г., Бовертон Редвуд докладывал на собрании Американского общества химической промышленности: «Невольно вспоминается мне также моя поездка в южную Россию, где я впервые увидел отапливаемые нефтью паровозы, тянувшие тяжелые поезда по крутым подъемам без всякого уменьшения давления пара; мне живо вспоминается мое первое путешествие на отапливаемом нефтью пароходе по Каспийскому морю, когда, взглянув в кочегарку, я увидел вместо обычной толпы покрытых сажей и потом полу- нагих кочегаров лишь одного служителя, который только по временам смотрел на манометр и регулировал впуск топлива, все же остальное время спокойно читал свою газету» 2.

Америка, Англия, Италия и другие страны присылали в Рос- сию своих специалистов для изучения техники применения нефтяного топлива в промышленности, железнодорожном и вод- ном транспорте. На основе опыта нашей страны за рубежом стали быстро переводить на нефтяное топливо в первую очередь

1 Г у л и ш а м б а р о в. Нефтяное отопление пароходов и паровозов. Горный журнал, т. II, стр. 1, 1880.

2 Мировые нефтяные ресурсы и мировое потребление нефтепродуктов. Нефтяное дело, № 16, стр. 45, 1908.

 

248

военный флот. Воспользовавшись русским изобретением, Англия стала строить новые суда, приспособленные только к жидкому топливу, между тем как до этого пароход водоизмещением в 22 тыс. г, курсировавший между Англией и Индией, вынужден был брать 10 тыс. г угля. Один из лучших английских транс- атлантических пароходов «Персия» из 3500 т своей грузоподъем- ности должен был 1400 т использовать для каменного угля, а броненосец «Варриор» при грузоподъемности 6000 т должен был брать свыше 1000 т угля.

Несмотря на использование большей части полезной вмести- мости судов под запасы каменного угля, обычно их хватало для непрерывного плавания максимум на 10 дней, после чего суда вынуждены были ставить паруса.

В Англии приводились в пользу жидкого топлива такие дан- ные: на больших броненосцах машинная команда при работе на угле состояла из 260 человек, а при нефтяном отоплении оставалось всего 40 человек. На основе русского опыта Англия начала переводить свой военный флот на жидкое топливо осо- бенно активно в начале XX в., когда готовилась к решительной схватке за передел мира. В 1902 г. британское адмиралтейство назначило Джона Кармена уполномоченным по внедрению неф- тяного топлива в военном флоте. К 1907 г. английский военный флот в основном работал на жидком топливе.

Чтобы сравнить стоимость твердого и жидкого топлив, достаточно сказать, что пароход «Барятинский» в период одной навигации сжигал угля на 34 тыс. руб., а с переходом на жидкое топливо — на 3 тыс. руб. Одно из волжских пароходств при ра- боте флота на дровах за каждую навигацию затрачивало топ- лива на сумму 5,4 млн. руб., а при переходе на мазут — 3,2 млн. руб. Поэтому не удивительно, что все судовладельцы спешили переделать топки судов под жидкое топливо, за исключением судовладельца Зевеки, который до конца своей жизни был убежденным противником жидкого топлива.