Карбидная лампа или ацетиленовая газовая лампа — это простая лампа, которая производит и сжигает ацетилен (C 2 H 2 ), который образуется в результате реакции карбида кальция (CaC 2 ) с водой (H 2 O). [1]
Ацетиленовые газовые лампы использовались для освещения зданий, в качестве маяков , фар автомобилей и велосипедов. Переносные ацетиленовые газовые лампы, которые носили на шляпе или носили в руках, широко использовались в горнодобывающей промышленности в начале двадцатого века. Их до сих пор нанимают спелеологи , охотники и катафилы .
В 1892 году Томас Уилсон открыл экономически эффективный процесс создания карбида кальция в электродуговой печи из смеси извести и кокса. Дуговая печь обеспечивает высокую температуру, необходимую для запуска реакции. [2] Производство карбида кальция было важной частью промышленной революции в химии и стало возможным в Соединенных Штатах в результате огромного количества недорогой гидроэлектроэнергии, произведенной на Ниагарском водопаде до начала двадцатого века. [3] В 1895 году Уилсон продал свой патент компании Union Carbide . Бытовое освещение с использованием ацетиленового газа было введено примерно в 1894 году, а велосипедные лампы — с 1896 года. Во Франции Гюстав Труве , парижский инженер-электрик, также производил бытовые ацетиленовые лампы и газометры .
Первая карбидная велосипедная лампа, разработанная в США, была запатентована в Нью-Йорке 28 августа 1900 года Фредериком Болдуином. [4] Еще одна ранняя конструкция лампы показана в патенте Дулута , штат Миннесота , от 21 октября 1902 года. [5] В начале 1900-х годов Густав Дален изобрел лампу Далена . Это объединило два предыдущих изобретения Далена, а именно субстрат Агамассан и солнечный клапан . Изобретения и усовершенствования карбидных ламп продолжались десятилетиями. [6]
После того, как открытое пламя карбидных ламп стало причиной взрыва метана в угольных пластах штата Иллинойс, в результате которого погибли 54 горняка, а также катастрофы на угольной шахте Мовеаква в 1932 году , [7] использование карбидных ламп на угольных шахтах США сократилось. Их продолжали использовать на угольных шахтах других стран, в частности Советского Союза .
При зарождении кинотеатра в Икитосе карбидная лампа использовалась в качестве источника света для проецирования первого фильма в Casa de Fierro в 1900 году.
.jpg/1280px-Carbide_acetylene_generator,_drip_type_(Autocar_Handbook,_Ninth_edition).jpg)
В шахтной или спелеологической лампе карбид кальция помещен в нижнюю камеру — генератор. Затем верхний резервуар наполняется водой. Клапан с резьбой или другой механизм используется для контроля скорости, с которой вода может капать в камеру, содержащую карбид кальция. Контролируя скорость потока воды, можно контролировать производство газообразного ацетилена. Это, в свою очередь, контролирует скорость потока газа и размер пламени в горелке и, следовательно, количество производимого света.
Лампы этого типа обычно имеют отражатель позади пламени, который помогает проецировать свет вперед. Ацетиленовая газовая лампа дает яркий и широкий свет. Многие спелеологи предпочитают этот тип несфокусированного света, поскольку он улучшает периферийное зрение в полной темноте. Реакция карбида с водой является экзотермической и выделяет достаточное количество тепла независимо от пламени. В холодных пещерах пользователи карбидных ламп могут использовать это тепло, чтобы предотвратить переохлаждение. [8]
Ацетилен получают по реакции: [9]
Ацетилен легко воспламеняется в атмосфере :
Когда весь карбид лампы прореагировал, в карбидной камере содержится влажная паста гашеной извести ( Ca(OH) 2 ), которую можно использовать для изготовления цемента . Он опорожняется в мешок для мусора, и камеру можно снова наполнить.
Карбидное освещение использовалось в сельских и городских районах США, не обслуживавшихся электрификацией . Его использование началось вскоре после 1900 года и продолжалось после 1950 года. Гранулы карбида кальция помещали в контейнер снаружи дома, подавали воду по трубопроводу в контейнер и позволяли капать на гранулы, выделяя ацетилен. Этот газ был подведен к осветительным приборам внутри дома, где и сгорел, образовав очень яркое пламя. Карбидное освещение было недорогим, но было подвержено утечкам газа и взрывам.
В ранних моделях автомобилей, автомобилей, мотоциклов и велосипедов в качестве фар использовались карбидные лампы . Газ ацетилен, полученный из карбида, позволял ранним автомобилям безопасно ездить в ночное время. Толстые вогнутые зеркала в сочетании с увеличительными линзами излучали свет ацетиленового пламени. Лампы такого типа использовались до тех пор, пока не стали доступны надежные батареи и динамо-машины, а производители не перешли на электрическое освещение.
Ацетиленовые лампы применялись и на речных судах для ночной навигации. В Национальном музее Австралии есть лампа, изготовленная примерно в 1910 году и использовавшаяся на борту парохода PS Enterprise , восстановленного в рабочем состоянии, а также находящаяся в коллекции музея. [10]
Их также используют для ночной охоты .
Первые энтузиасты спелеологии , еще не имевшие преимущества легкого электрического освещения, ввели в свое хобби карбидные лампы. [11] Несмотря на то, что этот метод все чаще заменяется более современными вариантами, значительный процент спелеологов все еще использует этот метод. [ нужна цитата ]
Многие спелеологи отдают предпочтение карбидным лампам из-за их долговечности и качества освещения. Когда-то их отдавали предпочтение из-за относительной освещенности на массу топлива по сравнению с устройствами с батарейным питанием. [ нужна цитация ] До появления высокоинтенсивного светодиодного (LED) освещения с литий-ионными батареями карбид также имел два важных преимущества перед альтернативой шахтерским электрическим лампам. Шахтерские лампы были рассчитаны на срок службы в течение стандартной рабочей смены, в то время как основные исследования спелеологий могли длиться намного дольше, поэтому карбид можно было пополнять во время поездки. Экспедиции, включающие разбивку палаток на несколько дней в отдаленных регионах, могут не иметь доступа к электричеству для подзарядки. Лампы, используемые в таких обстоятельствах, будут состоять из закрепленного на поясе газогенератора, соединенного гибкой трубкой с гарнитурой. [ нужна цитата ]
Реакция образования ацетилена является экзотермической , а это означает, что корпус реактора лампы становится довольно теплым на ощупь; это можно использовать для согрева рук. Тепло пламени также можно использовать для согрева тела, позволяя выхлопным газам течь под рубашку или пончо, снятое с тела, - метод, открытый почти сразу же холодными шахтерами и получивший прозвище спелеологов «печь Палмера». [ нужна цитата ]
Лампы иногда называют «вонючими» из-за их запаха. [12]
Небольшие карбидные лампы, называемые «карбидными свечами» или «курильщиками», используются для затемнения прицелов винтовок с целью уменьшения бликов. Их иногда называют «курильщиками» из-за коптящего пламени, создаваемого ацетиленом. [13]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )