CC BY
19
ОТЧЕТЪ
О заграничной командировкѣ.
Въ первыхъ числахъ Августа 1905 года я отправился за границу и пробылъ тамъ до іюня 1906 года, т. е. всего 10 мѣсяцевъ.
Мои занятія за это время состояли въ слѣдующемъ: во-иервыхъ, въ ознакомленіи съ преподовавіемъ турбвно-строенія въ Цюрихскомъ Политехникумѣ, во вторыхъ, въ осмотрѣ уже имѣющихся или строющвхся гидроэлектрическихъ станцій и, наконецъ, въ посѣщеніи турбино-строительныхъ заводовъ.
Такъ какъ всѣмъ этимъ приходилось заниматься безо всякой опредѣленной системы то, по моему миѣвію, гораздо удобнѣе будетъ въ настоящемъ отчетѣ излогать мате ріалъ по отдѣльнымъ вопросамъ, и ие въ хронологическомъ порядкѣ, а въ виду того, что съ теченіемъ времени оѣкоторые вопросы, имѣющіе непосредственную связь съ турбиностроеніемт, я предполагаю разобрать болѣе подробно, я излогаю ихъ въ довольно сжатой формѣ, болѣе всего останавливаясь на тѣхъ предметахъ, къ которымъ не думаю уже когда либо возвращаться. Поэтому данная раоота является нѣсколько неравномѣрной по своему изложенію, за что заранѣе прошу изввиенія у чн-ателя.
Преподаваніе турбиностроенія въ Цюрихскомъ Политехникумѣ.
Преподаваніе гидравлики въ Политехвикумѣ расиадасгся иа два отдѣла: общую гидравлику, которую читаетъ одинъ семестръ проф. Flicgner, и гидравлическіе двигатели и насосы, читаемые проф. Ріа si Гемъ.
Чтеніе проф. Ргачіі’я продолжается въ теченіи трехъ семестровъ, начиная со второго курса. Сперва читается „ Hydraulischc ni'-toreii uud Р urn pen “ (одинъ семестръ 2 часа въ недѣлю) курсъ обнимающій поршвевые иасосы и начало турбинъ (осевыя реактивныя).
Въ слѣдующемъ семестрѣ этотъ курсъ продолжается (4 часа въ недѣлю); ори этомъ отмѣчу главы о турбинахъ Францисса быстроходнаго типа, колесахъ Пельтоиа, центробѣжныхъ насосахъ высокаго давленія, автоматической регулировкѣ турбинъ, изложеніе которыхъ совершенно отсутствуетъ у пасъ въ высшихъ школахъ.
Кролѣ, изложенныхъ до сихъ поръ обязательныхъ курсовъ, для гидравлвкевъ имѣется еще небольшой дополнительный курсъ (одинъ семестръ 2 часа въ иедѣлю) „Ausgcwiilc Kapictcl tiber liydraulischc Anlagen". Здѣсь излогается теорія удара въ замкнутыхъ каналахъ и гидродинамическая теорія турбины Францисса, тиорцомъ которой считается самъ Prasil. Курсъ эготъ однако довольно запутанъ и тяжелъ для слушанія, но, какъ я уже сказалъ, опъ необязателенъ.
Параллельно съ чтеніемъ курса ведутся занятія въ гидравлической лабораторіи. Эти занятія сводятся главнымъ образомъ къ опредѣленію діаграммъ работы турбинъ различныхъ типовъ и при различныхъ условіяхъ, при чемъ попутно студентамъ приходится знакомиться на практикѣ со всевозможными измѣрительными аппаратами и приборами, какъ-то: крыльями Амслера, счетчикомъ оборотовъ, водосливами, тормозомъ Прони о проч. Сдѣланныя наблюденія заносятся па особо разграфленные листки, и каждому изъ участниковъ передается одинъ экземпляръ записи для составленія дома діаграммы и отчета.
Для занятія въ лабораторіи студенты раздѣляются иа группы по 8 — 10 человѣкъ въ каждой. Каждая группа въ теченіи семестра работаетъ 4—5 разъ; завятія ведутся йодъ руководствомъ лаборанта, профессоръ заглядываетъ только изрѣдка ва нѣсколько минутъ.
Особенное вниманіе посвящается проекту турбины. На этотъ проектъ уходитъ весь зимній семестръ, т. е. около 20 недѣль, при возможности работать въ чертежной, во всѣ будни отъ 12 до 7 час. вечера.
Большей части студентовъ даются турбииы Фравцисса быстроходнаго типа, нѣкоторымъ колесо ІІельтова, весьма немногимъ, кончившимъ раньше ср >ка, по желапію предлагаютъ еще спроектировать центробѣжный насосъ.
Время, посвящаемое преподавательскимъ персоналомъ на этотъ проектъ—весьма, внушительное. Такъ, при мнѣ на 120 человѣкъ проектирующихъ полагались 1 проф. и 4 ассистента; всѣ эти пять лицъ присутствовали 4 раза въ недѣлю по 3 часа что составляетъ СО часгвъ въ недѣлю или полчаса времени еженедѣльно на всякаго студента. Такое обилье времени, удѣляемое студептамъ, конечно не останется безъ вліянія па качество ихъ проектовъ, которые, вообще говоря, значительно лучше проектовъ въ нашихъ институтахъ.
Однако ие всѣ студенты па этомъ проектѣ закапчиваютъ свое гидравлическое образованіе. Среди дипломныхъ проектовъ фигурируетъ: яWasser-Kraft-Zentralanlagcn“. Проектъ обыкновенію связывается съ электрической передачей силы и дастся въ тоже время и электрикамъ. Какъ тѣ, такъ и другіе должны предоставить соображенія но цѣлому проекту, по подробные разсчеты и проекты лишь но своей спеціальности.
Чтобы внести побольше интереса, проектъ дастся иа основаніи существующихъ изслѣдованій съ указаніемъ той мѣстности, гдѣ оиъ можетъ быть исполненъ.
Въ мою бытность динломпынъ проектомъ былъ назначенъ: „Das Albulawerk der stadt Zurich*. Исторія сго такова:
Уже нѣсколько лѣтъ городъ Цюрихъ былъ озабочеиъ добычей дешевой энергіи, такъ какъ имѣющаяся на рѣкѣ Лнлаткѣ станція оказывалась недостаточной. Съ цѣлью разрѣшить этотъ воиросъ былъ назначенъ конкурсъ па составленіе проекта-Въ прошломъ году время для подачи проектовъ истекло. Оказались представлеными три проекта, которые были разсмотрѣны особой комиссіей, принявшей устройство гидроэлектрической станціи на рѣчкѣ Albula, съ передачей энергіи въ 24000 л. силъ на 135 километровъ, при напряженіи по одному варіанту около 50000 вольтъ (при трехъ-фази. токахъ) и ио другому около 80000 вольтъ (при постояииомъ токѣ, система серій).
Послѣ принятія проекта городъ ассигновалъ иа это предпріятіе, которое должно быть окончено въ 1909 году, около 10,5 милл. франковъ. (По смѣтѣ около 5 милліоновъ на гидравлич. часть и 5,5 на электрическую часть).
Всѣ конкурирующіе проекты всю весиу были выставлены въ ратушѣ для осмотри публики; для судеитовъ же назначались особые дня, когда имъ давались поясненія. Послѣ всего этого, проекты и были предоставлены какъ дииломиое заданіе, взятое миогими студентами. Каждому предлагалось по своему усмотрѣнію передѣлывать и измѣнять такъ, какъ онъ считаетъ лучшимъ, главная же задача состояла въ детальной разработкѣ проектовъ машинъ.
Заканчивая замѣтку о Политехникумѣ я не могу указать па выдающуюся роль въ дѣлѣ техническаго воспитанія частыхъ экскурсій, которые предпринимаются какъ на мѣста уже существующихъ станцій, такъ и на мѣста, гдѣ таковыя могутъ быть сооружены, а равно какъ и на турбиностроительные заводы.
Эксплоатація водяной силы въ Швейцаріи.
Вели принять въ разсчетъ небольшую площадь занимаемою Швейцаріей, то по эксилоатацін водяной силы эта страна представится первой въ Мірѣ. Большой толченъ въ этомъ дѣлѣ даютъ усовершенствованія передачи силы электричествомъ. Здѣсь на нервомъ мѣстѣ стоитъ стремленіе нередавать токи все возростающаго напряженія. Въ то время, какъ лѣтъ 15 тому назадъ первые крупвые гидроэлектрическіе станціи строились на передачу токовъ ири напряженіи 3—5 тысячъ вольтъ, теперь уже доходятъ до 40000 вольтъ ири переменномъ токѣ, а по проекту составленному для станціи на рѣкѣ Albula, но одному изъ варьявтовъ передачи, напряженіе при передаваемомъ постоянномъ токѣ достигаетъ даже до 80000 вольтъ.
Возрастающая съ каждымъ годомъ техническая возможность передавать токи все высшаго п высшаго напряженія, предѣлъ которой повидимому неограниченъ, влечетъ за собою повышеніе разстоянія передачи силы и дѣлаетъ выгодвымъ тѣ предпріятія, которыя нѣсколько лѣтъ тому оазадъ веокупались.
Но статистическимъ даннымъ съ 1888 года, т. ѳ. съ того времени, когда уже появились мелкія гидроэлектрическія станціи, въ предѣлахъ Швейцаріи эксплоатиро-валось 110000 водяныхъ лошадиныхъ силъ. Въ 1902 году на добычу электричества шло 160000 силъ, для другихъ цѣлей 90000 силъ. Въ 1905 году насчитывали всей * энергіи добываемой водяными турбинами 30000 силъ, которая почти цѣликомъ шла иа электричество.
По болѣе точнымъ свѣдѣніямъ съ 1902 года добываемая водою электрическая энергія распредѣлялась слѣдующимъ образомъ:
желѣзныя дороги О СО
электрическіе заводы .... • 23%
освѣщеніе . 40%
двигатели для промышленности . . 24%
При какихъ разнообразныхъ условіяхъ были сооружаемы гидроэликтрнческія станціи лучше всего межно судить но тѣмъ продажнымъ цѣнамъ па электрическую энергію, которые въ настоящее время существуютъ въ различныхъ мѣстахъ республики. С-тласііо РаиясІіеГю: энергія для 10 ламиоч. вакал. по 16 свѣчей при 1700 годовыхъ часахъ продается 128—750 франковъ, для 100 такихъ же ламиоч. при 500 годовыхъ часахъ 800—2500 фравковъ, для пвтанія двигателя въ ЗНР и 3000 год. часахъ—100—325 фраиковъ, для питанія двигателя въ 5ІІР ири такихъ же условіяхъ 135—420 франковъ.
Но проекту на рѣкѣ Albula, стоимость анергіи къ токѣ высокаго напряженія въ предѣлахъ города Цюриха составитъ для себя 85 франковъ за киловатъ годъ при 11 час. ежедневно.
Стоимость анергіи для двигателей въ продажѣ обыкновенно значительно ниже» чѣмъ для освященія- Причина этого заключается въ желаиін предпринимателей привлечь побольше диевныхъ потребителей, т. е. тогда когда имѣется обыкновенно избытокъ энергіи
Значительная разница въ стоимости электрической энергіи служитъ въ настоящее время предметомъ волнующимъ нѣкоторыхъ швейцарскихъ иатріотові; они путемъ прессы стараются популяризировать идею о необходимости выкупа существующихъ гидроэлектрическихъ станцій изъ чаетиыхъ рукъ, равно какъ представить монополію правительству на сооруженіе новыхъ; нри этихъ условіяхъ, по ихъ мнѣнію, цѣна на энергію для всѣхъ мѣстностей республики можетъ быть установлена одинаковой, что въ свою очередь можетъ сильио поднять всю промышленность страны.
Здѣсь не мѣсто разбираться въ этомъ мнѣніи, замѣчу только, что акціонеры теперешнихъ предпріятій довольствуются весьма малой прибылью, правда ростущсй азъ года въ годъ въ виду возраставія числа потребителей; до сихъ норъ однако ни на одномъ крупномъ предпріятіи она за вычетомъ амортизаціи, не превышаетъ (>% годовыхъ, въ среднемъ же она составляетъ лишь 4%.
% Всѣ гидро-силовые станціи Швейцаріи могутъ быть раздѣлены иа два тина.
Къ первому относятся устройства при низкомъ давленіи воды до 12 метровъ.
Ко второму при болѣе высокомъ отъ 50 до 500 метр.
Является нѣсколько страинымъ отсутствіе установокъ между 12 и 50 иетр. надеиія, странность эту съ нѣкоторой натяжкой стараются объяснить строеніемъ иочвы; вѣроятнѣе одиако то, что это—случайность, которая со временемъ можсть исчезнуть.
Большинство изъ осмотрѣнныхъ мною большихъ станцій всегда имѣло еще небольшое паровое резерваоѳ устройство, состоящее плв изъ паравой машины соедииси-иой непосредственно съ динамой, или, въ новѣйшихъ сооруженіяхъ, паровой турбины съ дннамиой. Нѣкоторые изъ этихъ резервовъ работаютъ нѣсколйко дией въ году и то скорѣе для того, чтобы машина не застоялась, чѣмъ изъ нужды, все же оин * необходимы ввиду возможныхъ случайностей. Конечно на маленькихъ станціяхъ обходятся и безъ резервнаго устройства, одвако на перворазрядныхъ станціяхъ присутствіе его почти обіцее правило. Яо сдѣланнымъ мною наблюденіямъ, въ тѣхъ случаяхъ, когда водяной силы вообще достаточно, резервъ составляетъ но большей части 25%, имѣющейся въ распоряженіи водяной силы.
Въ тѣхъ случаяхъ, когда имѣемъ дѣло со станціей низкаго давленія, въ качествѣ реверва иногда примѣняется устройство, значеніе котораго станетъ яснымъ изъ оішсаиія центральной гидроэлектрической стагціи „Oltcn-Aarburg". Здѣсь турбины низкаго давленія расположены на рѣкѣ Аарѣ. Бъ часы наибольшаго расхода энергіи на освѣщеніе, наблюдается недостатокъ ея, днемъ же—избытокъ. Чтобы воспользоваться этимъ избыткомъ придумали такое устройство; на холмѣ, высотою въ 300 метр. надъ уроввемъ воды въ Аарѣ, устроили водоемъ вмѣстимостью въ 10000 куб. мегр., въ особомъ зданіи у подошвы этого холма иоставили въ рядъ: центробѣжный насосъ высокаго давленія, электродвигатель и колесо Ііельтона, всѣ три машииы установлены такъ, что ихъ оси вращенія лежатъ на одной линіи и помощью муфтъ могутъ
сцѣпляться. Въ часы избытка энергіи токъ вырабатываемый машинами иизиаго на-нряженія передается электродвигателю, который вращаетъ насосъ и гонитъ воду въ водоемъ на холмѣ, а во время недостатка энергіи насосъ разъединяется отъ электродвигателя, соединяемаго съ колесомъ Иельтопа. Вода изъ водоема движется обратно но гой-же трубѣ, по которой накачивалась, и теперь заставляетъ уже работать колесо Пельтова, вращающее электродвигатель, который работаетъ теперь какъ ди нома и передаетъ токъ въ линію.
І'іолѣе старое устройство подобнаго рода имѣетъ мѣсто на городской стаи ціи на Л платкѣ, въ г. Цюрихѣ но здѣсь насосъ прошневой.
Нѣкоторые изъ станцій низкаго давіенія работаютъ постоянно при избыткѣ давленія, почему регулировка турбинъ яа нихъ часто построена съ большими недостатками въ смыслѣ экономіи воды, ио зато весьма проста и надежна по конструкціи.
Относительно типовъ турбивъ, можно сказать, что въ старѣйшихъ но времени установкахъ преобладаютъ тпны Жонваля съ нѣсколькими вѣнцами, теперь однако безъ исключенія уже новсюду ставятъ турбины Францисса быстроходнаго типа, часто сдвоенныя, строенныя и даже учетверепиыя (т. е. 2—3 — 4 на одномъ'валу).
Станціи высокаго давленія представляютъ большое разнообразіе, какъ по примѣненію системы двигателей, такъ и ііэ всей схемѣ устройства. Какъ необходимая принадлежность большинства изъ нихъ является земляныя и каменныя высокія нло-типы, водоводныя тоиели, длинныя желѣзныя или чугунныя грубы. Въ старыхъ устройствахъ примѣнялись турбины Жсрора по преимуществу системы Шванкруга, теперь колесо Пельтова. Ложечки колеса (Loflelrad) и турбииа Фраицисса.
Такъ какъ въ настоящее время во многихъ иемѣцкихъ, техническихъ журналахъ идутъ непрерывно уже нѣсколько лѣтъ описанія многихъ отдѣльныхъ гидро-станцій, то оішсывать ихъ мнѣ нѣтъ никакого смысла. Волѣе умѣстнымъ я считаю остановиться на нѣкоторыхъ спеціальныхъ вопросахъ.
Первый вопросъ, игнорированіемъ котораго сградаютъ нѣкоторые изъ первыхъ ио времени сооруженій есть вопросъ о присутствіи въ водѣ постороннихъ суснеиси-роваивыхъ тѣлъ. Понятно, что каждое, даже самое старое сооруженіе, содержитъ всегда устройство, препятствующее попаданію въ турбинные клѣтки большихъ пинающихъ тѣлъ, какъ напр. кусковъ дерева, вѣтокъ и ироч. Приспособленіе это состоятъ, обыкновенно, изъ двухъ рѣшетокъ, изъ которыхъ первая, состоящая изъ толстыхъ желѣзныхъ ирутьевъ, размѣщенныхъ на разстояніи 100—200 ш/ш-, стоитъ виереди вторая же изъ полосового ооставлевваго на ребро желѣза, съ промежуткомъ между полосами 10—25 ш/ш-, у самыхъ турбииныхъ клѣтокъ. Послѣдняя рѣшетка сильно стѣсняетъ живое сѣченіе, почему на мѣстѣ ея установки каиалъ обыкновенно расширяютъ, н самую рѣшетку ставятъ наклонно, чѣмъ не только увеличиваютъ живое сѣченіе, но еще облегчаютъ очистку ея желѣзными граблями отъ насѣвшихъ предметовъ. Такой способъ очистки практикуется повсѣмѣстно и вполнѣ достигаетъ своей цѣли upu обыкновенныхъ условіяхъ. Но однако иногда бываютъ случаи, когда въ рікѣ появляется настолько много плавающихъ тѣлъ, что рѣшетка весьма быстро затягивается и иодобиая очистка ставовится весьма затруднительной. Иллюстраціей къ сказанному можетъ служить случай въ Январѣ 1905 года въ Reinfclden, гдѣ въ теченіи 2-хъ сутокъ было непрерывно заиято очищеніемъ рѣшетки отъ заноса мелкими кусками, появившагося въ Рейнѣ льда, (у васъ это явлеиіе называютъ <са-
ломъ») 250 рабочихъ. Несмотря на такой коллоссальпый трудъ,'производительность станціи отъ недостатка притока воды была зпачитѳлыю понижена.
Чтобы облегчить очистку рѣшетки поступаютъ обыкновенно такъ: пусть на чертежѣ 1-мъ въ планѣ имѣемъ капалъ, проводящій воду къ турбинамъ, тогда частая рѣшетка ставптся косо къ теченію, а въ остромъ углѣ между рѣшеткой и берегомъ, выше рѣшетки дѣлается спускной шлюзъ, (на чертежѣ по ошибкѣ шлюзъ показанъ у лѣваго берега, тогда какъ онъ на самомъ дѣлѣ должепъ быть сдѣланъ у праваго) открывъ который, всѣ тѣла, приставшія къ рѣшеткѣ можно сплавить прочь; понятно что шлюзъ должепъ быть надлежащихъ размѣровъ.
Если плавучій матеріалъ держится главнымъ образомъ на поверхности, то для отведевія его въ шлюзъ, иередъ рѣшеткой, косо къ теченію устанавливаютъ плавучую стѣву, состоящую изъ нѣсколькихъ деревянныхъ брусьевъ, по нимъ тѣла легко скользятъ н увосятся прочь черезъ шлюзъ, въ которомъ вода для даинаго случая можетъ быть пущена водосливомъ.
Если наоборотъ, вода богата тѣлами движущимися у два, тогда передъ рѣшеткой дѣлаютъ порогъ (смотри чертежъ) этотъ порогъ задерживаетъ осадки и ведетъ въ шлюзовое отверстіе.
Всѣ эти средства служатъ хорошимъ подспорьемъ для очищенія рѣшетки, ио они никогда вь бываютъ сани во себѣ радикальвы, такъ какъ завосъ рѣшетки зависитъ также отъ неправильнаго расположенія питающаго турбины каиала ио отношенію ко всему руслу. Вт. Рейвфельдоиѣ имѣются: спускной шлюзъ, порогъ и плавающая стѣна; правда, спускной шлюзъ имѣетъ весьма малый размѣръ, главпая ошибка однако заключается въ расположеніи питающаго капала. Благодаря этому же расположенію каналъ въ своемъ началѣ часто завосится пескомъ, такъ, что имѣется даже спеціальная землечерпалка, которая ежегодно работаетъ для очистки заносовъ.
Чтобы выяснить въ чемъ здѣсь ошибка, возмеыъ (черт. 2) представляющій схему установки въ Рейнфельденѣ. Изъ этого чертежа видно, что впускъ въ приводный каналъ начинается по срединѣ русла, а сама плотииа стоитъ подъ тупымъ угломъ къ каналу. Заранѣе можно ожидать, что при небольшой водѣ, когда, слѣдовательно, вода черезъ плотину во движется, все плавающее попадаетъ въ каналъ. Тоже будетъ и при средией водѣ, такъ какъ тогда, всетаки, главная масса воды движется къ нри-водвому каналу, увося съ собою и болѣе плавающихъ тѣлъ. Возмеыъ теиерь очень большую воду; въ это время Рейвъ несетъ массу ила и песку; главная масса воды устремляется черезъ открытыя шлюзы плотины, и наибольшая скорость въ руслѣ переносится къ лѣвому берегу; въ каналѣ же скорость мало измѣняется, ова даже уменьшается противъ прежняго: такъ какъ уровень въ каналѣ поднимается, расходъ же черезъ турбины вслѣдствіе подпора снизу остается прежній. Поэтому вода, подходя къ каналу, уменьшаетъ значительно свою скорость. Лсное дѣло, что при этомъ песокъ и илъ усиленно осаждаются, когда же вода спадаетъ, то ва мѣстѣ, очерчен-іюаъ пунктиромъ, образуется перекатъ, затрудняющій вступленію воды вт, капалъ Описанный случай въ Рейнфельденѣ заслуживаетъ полнаго вниманія со стороны русскихъ техниковъ, такъ какъ многія наши рѣки по характеру теченія сходны съ Рейномъ-
По проектамъ пѣскольквхъ новыхъ сооруженій иа Рейнѣ (Beitrag znr Hydra-graphic des groshcrzogstum Brulen, 12 Heft), привита съ небольшими измѣненіями, схема, иоказаниая иа черт. 3, которая кажется ыиѣ весьма удачиой; здѣсь, открывая шлюзъ въ плотипѣ, легко добиться надлежащаго очищенія рѣшетки. Опасаться
заноса пескомъ начала канала, даже еелнбы турбины стоялп и не такъ близко къ главному руслу, чѣмъ это показаио на чертежѣ, нѣтъ никакого основанія; скорѣе можно ожидать обратнаго явлеиія, т. о. размыва входа въ каналъ во время энергичнаго движенія по руслу и черезъ плотину, но если начало канала выложено или обдѣлано камнемъ, то и эта опасность исчезаетъ.
Песокъ и илъ, несомый водой, есть явленіе весьма непріятное. При устройствахъ низкаго давленія, кромѣ заносовъ канала, иесокъ п илъ также осаждаются часто па самыхъ турбинахъ, разстраивая регулировку, стирая пяты и подшипники и т. д.; однако, при надлежащей конструкціи и тщательномъ уходѣ, это зло въ значительной мѣрѣ устранимо.
При устройствахъ высокаго давленія вредъ отъ ила и песка значительно возрастаетъ: вода, пробѣгая со скоростью нѣсколькихъ десятковъ метровъ но каналу турбины, увлекаетъ илъ и песчинки, которые при такой скорости, обладая значительной живой силой и ударяясь о ланатку, стираютъ ее подобно точильному камню; стираніе это можетъ идти настолько быстро, что вся лопатка иногда въ теченіи нѣсколькихъ дней можетъ быть совершенно разрушена. Примѣненіе болѣе стойкихъ матеріаловъ для изготовленія лопатокъ, какъ напр., стали и фосфористой бронзы, уменьшаетъ стираніе. Паилучшемъ-же способомъ устраненія этого неудобства можетъ служить устройство такъ называемыхъ осадочиыхъ бассейиовъ. Во многихъ изъ устройствъ подобнаго типа имѣются большіе осадочные водоемы, черезъ которые вода, отведенная отъ рѣки, должна пройти раньше, чѣмъ попасть въ турбину. Въ этихъ водоемахъ скорость весьма мало-практически равна нулю; и здѣсь, слѣдовательно, происходитъ почти иолвое осажденіе песка н ила.
Волѣе хозяйственный, чѣмь техническій интересъ, представляетъ устройство въ въ плотинахъ постояннаго прохода для рыбы (ганой проходъ иѣмцы называютъ «рыбьей лѣстиней»). Этн проходы устраиваются главнымъ обраюмъ для двухъ сортовъ рыбъ, для лосося н форелв, которые свободно преодолѣваютъ скорость воды 4 — 5 метр-въ 1". Устройство такого прохода показаио въ планѣ и разрѣзѣ (см. черт. 4) здѣсь же показаны и главные размѣры въ метрахъ при условіи прохода крупной рыбы.
Къ числу особенностей силовыхъ гидростанцій высокаго давлепія принадлежитъ проводка воды тонелями. Тонели для такой цѣли имѣютъ небольшія поперечныя сѣчевія отъ 8—8 кв. метровъ, но зато часто достигаютъ значительной длины: иногда до 10 километровъ. Тонели илощадыо сѣченія меньше 2,5 метровъ примѣняются весьма рѣдко вслѣдствіе трудности въ иихъ работать. Въ осыиающихся грунтахъ, проведеніе товели чрезвычайно тяжело и подчасъ совершенио невозможно. Въ камениихъ породахъ всю выемку приходится производить динамитомъ (въ Швейцаріи примѣняется исключительно составъ: „Sprenggolatyue» изготовляемый фирмою „Isletcn Ьеі Fliielcn*).
Въ глинистыхъ грунтахъ приходится работать, ломомъ, киркой и заступомъ; если же глина слежалась, то работа въ ней очень тяжела: въ этомъ случаѣ глина представляетъ почти твердость камня съ тою однако разинцею, что работать дниамнтомъ здѣсь невозможно, такъ какъ при взрывѣ наступаетъ разрушеніе только съ поверхности; чаще всего получается лишь небольшое воронкообразное углубленіе кругомъ динамитнаго патрона. Въ то же время глина легко даетъ обвалъ, такъ что всю сдѣланную выемку сейчасъ же иеобходимо крѣинть деревяннымъ строеніемъ, и
только уже полъ иимъ можио производить футтерофку кириичемъ или бетонокъ. При такихъ условіяхъ, первоначальную площадь поперечнаго сѣченія выемки для тонели приходится дѣлать значительно больше противъ окончательной. Ввиду вышесказаннаго стоимость тонели въ глинистой почвѣ почти не меньше, чѣмъ въ камеииой породѣ. Водоводиыя тонели всегда почти, безъ исключенія, обдѣлываются внутри кириичемъ или бетономъ. Здѣсь, кромѣ соображеній о прочности, немаловажную роль также играетъ уменьшеніе сопротивленія движенію воды, которое про длинной тонели довольно велико.
Для удешевленія работы, а главнымъ образомъ для ускоренія таковой, ироизводятъ работу одновременно въ нѣсколькихъ нуиктахъ, и всегда начинаютъ работать съ обоихъ концовъ; кромѣ того длинныя тонели разбиваютъ иа участки, чтобы получить одновременно нѣсколько выходовъ иа новорхиость, при чемъ приходится ивогда нрямш ливію оси топели замѣнять нѣкоторой ломаной съ туиыми углами. Хотя эго удлиняетъ линію тонели, однако выгоды окупаютъ затраты на удлиненіе. Послѣ окончанія постройки отдѣльныхъ участковъ, выходы на поверхность задѣлываютъ кладкой или бетономъ; такимъ образомъ получается одна непрерывная тонель. Иногда встрѣчаются также переходы отъ одного участка тоиели въ другой иомощью желѣзныхъ трубъ.
Что касается движенія воды въ тоиели, то оиа происходитъ но большей части самотекомъ или подъ небольшимъ давленіемъ, только въ исключительныхъ тооеляхъ давленіе достигаетъ нѣсколькихъ атмосферъ. При работѣ взрывомъ, въ тоиели долбятъ отъ 6—12 отверстій, расположивъ ихъ въ нѣсколько горизонтальныхъ рядовъ (см. на черт. 5) Эти отверстія долбятся глубипой 0,6—1,2 метр. и въ діаметрѣ около 40 ш/ш; для долбленія употребляютъ стержеиь изъ круглой стали (черт, 0); коиецъ его плоско откованъ и заостренъ. Въ твердой породѣ долбленіе производится постояннымъ поворачиваніемъ стержня и ударами молотка но другому концу. Если порода мягкая, то долбленіе замѣняютъ сверленіемъ помощью механизма, весьма похожаго на слесарную трсщетку для сверленія дыръ въ металлѣ.
11а сколько могъ я замѣтить, сталь употребляемая иа стержни н сверла исключительно марки «Bohler-Sfoumark Osfcerreich**. Первый рядъ отверстій сверлится съ иѣкоторымъ подъемомъ вверхъ, второй рядъ—горизонтально, а третій — съ уклономъ внизъ. Въ отверстія кладутъ куски динамитнаго желатииа, приготовленнаго ввндѣ цилиндровъ, по нѣсколько шгукъ въ отверстіе; въ верхній изъ которыхъ вводится пороховая зажигательная трубка съ пистономъ; оставшаяся часть отверстія засыпается пескомъ, замазывается глиной или даже иногда просто заливается водой, затѣмъ пороховыя трубки поджигаются, рабочіе уходятъ и происходитъ взрывъ.
Взрываютъ сперва верхній рядъ отверстій, при чемъ отщепляются камни
клиновидной формы; затѣмъ взрываютъ средней рядъ и, наконецъ уже, нижній. Первый взрывъ даетъ мало разрушенія, главиымъ же образомъ онъ подготовляетъ мѣсто для дѣйствія слѣдующихъ.
Сколько отверстій слѣдуетъ дѣлать, какой глубины н какъ ихъ расположить, для всякой породы можно опредѣлить только опытомъ. Въ твердыхъ породахъ, и въ тоже время трудно колющихся дѣлаютъ 12-ть отверстій въ 4 ряда, а ивогда даже и 16.
Работа въ тоиели идетъ въ 3 смѣны по 8 часовъ каждая; въ смѣнѣ работаютъ 4 человѣка: не считая отвозчиковъ и людей для откачки воды, если таковая но-
ется, за тѣснотою мѣста большее число работать не можетъ. При такихъ успеніяхъ въ среднемъ подвигаются на 1,5 метра въ сутки; въ исключительно благопріятной породѣ отъ 2. 5—4 метровъ. Но если работаютъ двѣ смѣни но J2 час. то производительность въ сутки надаетъ до %. Въ глинистой почвѣ успѣшность 2-хъ или В смѣнъ мало разнится между собой, такъ какъ главная задержка здѣсь происходитъ отъ крі I) тенія выемки деревяннымъ строеніеят; вообще въ такой почвѣ въ глубинѣ тиноли рѣдко удается прейти въ сутки въ среднемъ болѣе 2—2,5 метр. Цѣпы на работу п» собраннымъ мною справкамъ слѣдующія:
Для средней длины тоиели (отъ 1 до 3 килии.) стоимость выемки одого кубич. метра обходится "Гі. 15 — 35 фрапк. Расходъ динамита на 1 куб. метръ скалы отъ I до 2 килігр- Рабочіе (минеры) подучаютъ при 8 часов. трудѣ 4-5 франк. на своихъ харчахт; отвозчики выработаннаго матеріала (возятъ, обыкновенно, на телѣжкахъ но проложеннымъ рельсамъ) получаютъ 3 — 4 фрапк. Два возчика везутъ вагонетку съ нагрузкой 0.5 —1.2 куб. метра. Обдѣлка и облицовка тополи на одинъ куб. метръ обдѣлочнаго матеріала стоитъ 30—40 франк. При такихъ цѣнахъ одинъ погонный метръ тополи, отверстіемъ въ 4-(і кв. метра въ свѣту, обходится отъ 200 до 400 фрзнковт. То и еле, длинно болѣе 100 метровъ и при работѣ динамитомъ обязательно должны быть вентилируемы; вентиляція производится нагиетаніеяъ воздуха по жеіѣзиой трубѣ, конецъ которой оканчивается почти у самаго мѣста взрыва. Освѣщеніе произ&ѵл-тоі масляными лампочками. Электричество и и для освѣщенія, ни для запиливъ не примѣняется ввиду того, что при взрывѣ проводки легко прорываются н путаются.
Машинная работа нри сооруженіи водоводныхъ тонелей употребляется очень рѣдко, такъ какъ оиа на 20%—30"/0 дороже ручной и даетъ только выигрышъ во вречени.
Трубы, кого| ыя употребляются для приведенія воды къ турбинамъ, бываютъ желѣзо-бетонныя, желѣзныя и чугунныя. Желѣзо-бетонныя бываютъ значительнаго діаметра, но въ ннхъ. с быкновенно, допускаютъ лишь незначительное внутреннее давленіе, почему оьѣ лежатъ почти горизонтально и примѣняются сравнительно рѣдко; наоборотъ, все чаще и чаще примѣняются, трубы, бетонныя и желѣзо-бетонныя, для отвода воды, н какъ всасывающія. Чугунныя трубы вообще употребляются при небольшомъ діаметрѣ (миллиметровъ 400); при большомъ же діаметрѣ выгодиѣе примѣнять желѣзныя клепанные трубы.
Наибольшій діаметръ такой трубы, видѣнной ивою— 2 метра. (Въ Швеціи примѣняются желѣзныя трубы до 4 метровъ въ діаметрѣ). Давленіе въ нижней части ихъ можетъ достигать большихъ размѣровъ,—въ вѣкоторыхъ установкахъ до 50 атмосферъ.
Чтобы стэковонить матеріалъ, обыквовеино трубы разбиваются на нѣсколько участковъ, толщина листовато желѣза въ которыхъ неодинакова: въ верхнемъ участкѣ она дѣлается га нѣсколько m/m мевіше, чѣмъ въ ввжвемъ: разсчитываются онѣ обыкновенно съ 5 кратнымъ запасемъ прочности, но толщина ихъ иеиьше5ш/ш вообще не берется. Что касается укладки трубъ, то ихъ кладутъ на каменныхъ фундаментныхъ стелбвкахт; разс тсявіе между столбиками 5— б метровъ; иногда на каменномъ фундаментѣ кладется рагьше леревяввая шпала, притягиваемая къ фундаменту болтами, и на нее уже въ соотвѣтствующую выкружку кладется труба. Въ точкахъ поворота трубы, тамъ гдѣ можно ожидать появленія силъ, дѣйствующихъ вдоль оси,
фундаментные столбики замѣняются бетонными уиорпыми массивами, иуѢюідими достаточный для сопротивленія вѣсъ; на такомъ массивѣ колѣно трубы фиксируется помощью особыхъ фасонвыхъ частей и болтовъ. Вредъ отъ удлиненія и укорачиванія трубъ, вслѣдствіе изиѣневія температуры, устраняется употребленіемъ сальниковъ, которые обязательно располагаются между двумя колѣнами, причемъ, на 100—150 метровъ, длины трубы одного сальника совершенно достаточно. Достиженіе плотности въ сальникѣ при большомъ давленіи довольно затруднительно.
На заводѣ Eclier § Wyss съ этой цѣлью примѣняютъ устройство, показанное ва чертежъ 7. Цилиндръ изъ красной мѣди толщиною въ 4—5 m/m вдвинутый межъ стѣвки двухъ трубъ послѣ того какъ внутренняя труба вдвинута, расклепывается въ мѣстахъ с и d (см. черт. ); такимъ образомъ получается соединеніе очень плотиое, но ьъ тояс время поддающееся перемѣщенію, такъ какъ прилегающая къ мѣди цилиндрическая поверхность тщательно обточена и отшлифована. Плотность между флянцами трубъ достигается прокладкой резиновыхъ колецъ
Вообще, всякій длинный замкнутый водоводъ, будь то тонель или труба, представляетъ большую опасность при внезаоной остановкѣ теченія. Въ этомъ случаѣ вся масса остановленной воды, обладая громаднымъ запасомъ энергіи, повышаетъ въ нижней части трубы давленіе до опасныхъ предѣловъ. Если замыканіе трубы пронзво днтся медленно, какъ, напримѣръ, эго бываетъ при примѣненіи ручныхъ механизмовъ* то все дѣйствіе настолько ослабѣваетъ, что никакихъ осложненій не вызывается ' Вопросъ объ ударѣ въ трубахъ и тонеляхъ теоріей слабо разрабѵтаиъ, тѣмъ не мѣ-* віе осложненія, вызываемыя имъ, вполнѣ устранены устройствомъ особыхъ приборовъt суть которыхъ я и думаю изложить. Раньше замѣчу, что мгновенное замыканіе трубъ чаще всего является результатомъ дѣйствія турбиннаго регулятора, который, въ силу требуемыхъ отъ него качествъ, но необходимости долженъ дѣйствовать весьма быстро Нѣкоторые изъ вышеуказанныхъ ориборовъ непосредственно связаны съ регуляторомъ,
Всѣ приборы вообще можно раздѣлить на три категоріи:
1) приборы ведопускающіе мгновенной остановки течсвія,
2) приборы и приспособленія поглощающія энергію остановленной массы,
3) праборы останавливающіе питаніе трубы въ случаѣ наступающаго разрушенія.
Къ орвберамъ иервой категоріи принадлежитъ приспособленіе Eclier Wyss, изображенное ва чер. 8. Приспособленіе это показано примѣнительно къ колесу Пель-тона.
Цилввдръ А—цилиндръ Сервомотора, подъ дѣйствіемъ регулятора управляющаго выпускомъ н впускомъ воды въ отверстія „а, а“ поршень этого цилиндра р, перемѣщаясь вверхъ и внизъ, вращаетъ часть В, чѣмъ и увеличивается или уменьшается расходъ воды. При движеніи поршня р, а сдѣдовательво вмѣстѣ съ тѣмъ части В ввнзъ, правый конецъ рычага М поднимается вверхъ, увлекая цилиндръ С, наполненной водой, вслѣдствіе чего отверстіе ш открывается, диффер. прошень k разностью давлевій перемѣщается вверхъ, и вода находитъ выходъ но стрѣлкамъ F. Цилиндръ С однако, не остается на мѣстѣ, а снова садится внизъ, пропуская медленно воду скозь щель между поршнемъ и стѣнками, при чемъ отверстіе ш постеоѳна0 закрывается; давленіе ва поршень k становится больше по направленію внизъ и онъ медленно опускается закрывая отверстіе F.
Второй приборъ ва чет. 9 принадлежитъ фирмѣ Bell. Здѣсь имѣются три полыхъ цилиндра А, В, и С вдвивутыхъ одинъ въ другой; въ днѣ цилиндровъ С и Въ
имѣются маленькія волосныя отверстія. Подъ дѣйствіемъ регулятора, управляющаго давленіемъ воды въ цилиндрѣ А, въ случаѣ уменьшенія работы, оба цилиндра В и С движется внизъ, прикрывая губу F; въ тоже время открывается выпускающее воду отверстіе к, пружина же М, задѣланная однимъ концомъ въ неподвижную стѣнку стремится вернуть поршень С въ первоначальное положеніе; двигая его медленно вверхъ, пока вся препятствующая вода выйдетъ черезъ волостное отверстіе. Когда иружива и поршень С займутъ первоначальное положеніе, отверстіе k тоже закроегсяу Оба описанные прибора связаны съ регуляторомъ.
Приборъ, изображенный на черт. 10 приходитъ ьъ дѣйствіе вслѣдствіе увеличенія давленія въ трубѣ; здѣсь, йодъ дѣйствіемъ напора, пластинка п выпячивается наружу, отверстіе га открывается, и дифференціальный поршень k приходитъ въ дѣйствіе, поднимаясь вверхъ и выпуская воду но стрѣлкѣ-Г. Съ уменьшеніемъ же давленія пластинка п приходитъ въ первоначальное положеніе, отверстіе ш прикрывается и поршень k садится на мѣсто, медленно замыкая выпускиос отверстіе.
Подобно только что описанному нриоору дѣйстйуегъ пружинный клапанъ сгрою-щійся заводомъ jRus',h*. Устройство его показано на чертежѣ 11. При визростаніи давленія пружина сжимается и вода выливается; затѣмъ, но мѣрѣ уменьшенія давленія, щель клапана уменьшается и, наконецъ, совсѣмъ закрывается.
Ко второй категоріи приборовъ принадлежитъ воздушный колпакъ, который ставится у конца трубы; въ этомъ случаѣ вода, вступая въ колпакъ, сжимаетъ воздухъ, на что и тратится работа; но затѣмъ воздухъ стремится расшириться, поэтому происходятъ въ трубѣ продолжительныя колебанія въ давленіяхъ.
Неумѣлый разсчетъ воздушнаго колиака даетъ много непріятностей, особени часто наблюдается, разстройство регулированія, какъ результатъ неподходящихъ раз мѣрсвъ колиака. Такъ какъ теорія воздушнаго колпака представляется недостаточно разработанной и заиутавиой, и такъ какъ разсчеты не всегда подтверждаются практикой, то воздушные колпаки практиками, по крайней мѣрѣ въ Швейцаріи, теперь почти совсѣмъ не примѣняются, а встрѣчаются но большей части въ устройствахъ сравнительно старыхъ.
Гораздо надежнѣе воздушныхъ колоаковъ дѣйствуетъ напорная башня; это открытая башня значительнаго діаметра, которая устававливается на концѣ трубы; въ моментъ остановки теченія, энергія воды идетъ ва подъемъ воды въ башню, затѣмъ, по мѣрѣ уменьшенія скорости, горизонтъ воды въ башиѣ опускается; при такомъ устройствѣ давленіе въ трубѣ увеличивается только иа высоту подъема воды въ башнѣ, которая можетъ быть выбрана произвольно, въ зависимости отъ діаметра башни. Башня однако можетъ быть поставлена только ва горизонтальной или малаго паденія трубѣ.
Ко второй категоріи пожалуй можно отвести приспособленіе, которое извѣстно подъ названіемъ „brechplatte* (лопающаяся пластина) черт. 12.
Эго приспособленіе представляетъ собою короткую часть трубы съ двумя флянцами, внутреннее отверстіе которой не продѣлано насквозь, а оставлена раздѣлительна» топкая стѣнка, такъ что, если къ концу водоводной трубы приставить такую часть, то конецъ трубы замкнется наглухо; пластика имѣетъ такую прочность, что мри увеличеніи давленія на 1(Ѵ0—20% противъ нормальнаго, она лопается, и вода, находитъ свободный выходъ. Теоритяческнмъ подсчетамъ, конечно, нельзя гаран-таровать точно предѣлъ того давленія, который выдержитъ пластинка; поэтому эти
пластнгки приготовляются слѣдующимъ образомъ: сперва изъ опредѣленнаго сорта чугуна приготовляютъ нѣсколько штукъ, .мало отличающихся размѣромъ отъ разсчет-иаго, и съ ними производятъ пробы; затѣмъ тѣ. которыя удовлетвори:!и пробѣ, отбираютъ какъ образцы и по помъ изготовляютъ другія и, производятъ опять пробы на выбора; если изъ трехъ взятыхъ, дяѣ выдержатъ пробу, то третья считается хорошей и можетъ быть взята въ дѣло. Такихъ пластинокъ изготовляютъ сразу много, такъ какъ, все таки, поломки довольно часты. Діаметръ пластинки долженъ быть разсчитанъ такі, чтобы количество проходящей во время разрушенія воды было бы не больше того, которое протекало по трубѣ до внезапной остановки.
Такъ какъ при большомъ напорѣ вытекающія изъ трубъ вода имѣетъ громадную скорость, опасную для цѣлости встрѣчныхъ предметовъ, то труба съ пластинкой должна быть установлена такимъ (Сразимъ, чтобы сгрѵя не попадала бы на стѣны помѣщенія. Лучше в его выпускать воду вдоль кшала, или еще лучше на глубинѣ въ большую массу воды. Послѣ того какъ пластинка лоимуля, остановку печеній производятъ ручнымъ механизмомъ.
Къ третьей категоріи относятся приборы устанавливающіяся въ началѣ видовод-вой трубы, типъ такого прибора мред 'пиленъ на чепг. 13. Если въ водопроводной трубѣ сдѣлать разширеніе и въ пей шпіѣсгить тяжелый шарикъ, то, при малой скорости и горизонтальномъ положеніи трубы, шарикъ не препятствуетъ движенію; если же скорость возрастаете тогда шарикъ увлечется водою и закроетъ трубу.
Въ такомъ видѣ, однако, приборъ примѣнимъ только для трубъ весьма малаго діаметра.
На черт. 14 представленъ гхемпчески приборъ, дѣйствіе котораго такое же какъ и предъидущого; грузъ g служилъ для уравновѣшиванія давленія воды на клапанъ А при нормальной скорости, при увеличенной скорости клапавь закрывается; чт-бы пустить воду опять, надо нажать на грузъ g, и такимъ образомъ поставить клапанъ на ирежнее мѣсто; такъ какъ этотъ приборъ устанавливаютъ на трубахъ значительныхъ размѣровъ, то для того чтобы, уменьшить усиліе, при желаніи открыть закрывшійся клапанъ А, сдѣлана пропускная труба съ краномъ С для уравновѣшиванія давленія съ обоихъ сторонъ клапана.
На трубѣ вслѣдъ за описаннымъ приборомъ долженъ быть установленъ обратный воздушный клапанъ, который пропускалъ бы воздухъ к > внутрь, мослѣ оио-ражыванія трубы, въ противномъ случаѣ вчѣшиее атмосферное давленіе можетъ смять трубу.
На очень большихъ трубахъ, діаметромъ отъ 1 метр. и болѣе, этотъ приборъ, какъ жалуются практики, дѣйствуетъ не особенно исправно. Echer § Wyss строить предохранительные приборы эгой же категоріи приводимые въ движеніе электричествомъ. Пусть имѣемъ пріемный конецъ трубы; (чер. 15) на немъ устроена крышка А, могущая захлопнутся; крышка А держится на вѣсу цѣпью навернутою на блокт; на валу блока насажена наглухо вилка С, удерживаемая на мѣстѣ кускомъ мягкаго желѣза помѣщеннаго въ катушкѣ; если токъ проходитъ но катушкѣ, тогда желѣзо втягивается внутрь, вилка 0 освобождается барабанъ вращается н крышка А подъ дѣйствіемъ вѣса и давленія воды захлопывается; замыканіе тока производится особымъ крыломъ, установленнымъ въ трубѣ, оно повертывается подъ дѣйствіемъ увеличенной скорости; такое жо замыканіе тока можетъ быть произведено въ случаѣ оиасностн также и машияистомі, находящимся у нижняго конца трубы при двигателяхъ'
Для иллюстраціи примѣненія описанныхъ мною приборовъ позаимствуемъ схему изъ проекта ма рѣкѣ Allnili. Черт. 1(3 представляетъ эту схему въ продольномъ разрѣзѣ. Русло рѣки подперто плотиной на высоту около 12 метровъ, образуя прудъ объемомъ 3000U00 куб. метр.; изъ этого пруда выходить водоводная тонель 7240 метровъ длины, которую проектируютъ для работы разбить на 8 участковъ, т. е. работу начать въ 16 мѣстахъ одновременно. Первые 100 метровъ тонели имѣютъ громадное поперечное сѣченіе, почти равное желѣзнодорожной. Въ этой части скорость воды не превышаетъ 0,3 метра; этимъ дается возможность песку и илу осѣдать на дно. Дальше слѣдуетъ тонель 8 метровъ ноперечнаго сѣченія, длиной 7140 метр.; скорость теченія въ. ней достнгаеть 2 метровъ; на выводномъ концѣ тонели устроенъ цилиндрическій резервуаръ 15 метровъ въ діаметрѣ и 12 метровъ высоты, считая отъ наивмгшаго уровня воды въ.'запрудѣ.
Легко подсчитать, что при мгновенной остановкѣ теченія работа поднятой волы въ резервуарѣ какъ разъ будетъ равняться живой силѣ, остановленной въ тонели воды.
Для большой безопасности въ резервуарѣ сдѣлана слявная желѣзная воронка, которая при подтемѣ уровня отводитъ часть воды прочь. Изъ резервуара выходятъ двѣ желѣзныя трубы, каждая 2 метра въ діаметрѣ. Въ точкѣ М на эгихь трубахъ установлены ручныя задвижки и самодѣйствующіе нитраты, запирающіе трубу на случай опаснаго увеличенія въ вей скорости, что можетъ случится при разруш нін или разрывѣ трубъ гдѣ нибудь ниже. Въ точкѣ N гдѣ установлена турбина имѣются опять ручныя задвижки и аппараты, связанвые съ регуляторомъ, по типу, отнесенныхъ кь первой категоріи; кромѣ того на каждой трубѣ усыновлена ,bre:hplatte‘
Турбиностроеніе на заводахъ.
Прежде чѣмъ приступить къ краткому описанію осмотрѣнныхъ мною заводовъ, я предварительно сдѣлаю слѣдующія замѣчанія.
В •яникновеніе въ 1Нвегпаріи большихъ турбиностроительныхъ заводовъ произошло со времени появленія первый, гидроэлектрическихъ станцій, т. е. сравнительно недавно. За эго время турбипостроеніе сдѣлало и продолжаетъ дѣлать весьма крупные успѣхи, до того крупные, что теорія далеко отстала оть практики и развивается главнымъ образомъ, опираясь на уже осуществленныхъ тинахъ и установкахъ.
Всякое удачное пововкеденіе увеличиваетъ шансы въ смыслѣ конкурренціи, но но большой части только до тѣхъ норъ, пока теорія не разберетъ и не разработаетъ ег*-; затѣмъ когда суть дѣла достаточно выяснится, нетрудно бываетъ н другому заводу соорудить что нибудь подобное, хотя бы въ обходъ взятому первымъ патенту. При такихъ обстоятельствахъ каждый передовой заводъ, старается тщательно оберегать свои нововведенія; вслѣдствіе этого ознакомленіе съ пріемами разметовъ и доступъ на этн заводы для постороннихъ крайне затруднителенъ Еще недавно разсчетъ турбинъ францисса быстроходнаго тина быль тайной, извѣстпой только нѣсколькимъ заводамъ; теперь однако теорія раскрыла эгу тайну и если что въ этомъ предметѣ приходится скрывать, то развѣ техническіе пріемы выполненія рѣшеппой теоріей задачи. Теперь, иовидимому, наступала очередь на автоматическіе турбинные скороствые регуляторы; теорія нхъ еще очень нова: напримѣръ, теоретически уравненія для регуляторовъ постоянной скорости американскаго типа появлялись
въ литературѣ въ первый разъ лишь въ прошломъ году, въ книжкѣ „W. Baucrsfeld. Die aubmatische Regulirungen der Turbinen. Berlin 1005“.
Ввиду чрезвычайной іювышенностц требованій, предлагаемыхъ въ настоящее время електриками, и большой сложности всего явленія въ регуляторѣ, долголѣтній опытъ вѣроятно никогда не перестанетъ играть выдающейся роли въ дѣлѣ постройки этихъ приборовъ и результаты его представляютъ тщательно оберегаемую на каждомъ заводѣ тайну.
Подобное можно сказать о многихъ другихъ предметахъ относящихся къ турбн-ностроеиію.
Вкиду всего сказаннаго доступъ для тщательнаго осмотра завода очень затруднителенъ; правда, если явиться прямо на заводъ, то почти всегда можио добнтся разрѣшенія бѣгло осмотрѣть его, т. е.. собственно, пройти вмѣстѣ съ главнымъ инженеромъ по всѣмъ отдѣламъ завода. Такой обходъ продолжается Vfi—2 часа, и конечно пользы привести не можетъ. Только обстоятельная рекомендація можетъ нѣсколько смягчить зту, принятую, кажется, на всѣхъ турбнностроительпыхъ заводахъ Швейцаріи, систему; рекомендація должна исходить отъ лица лично знакомаго заводу. Лицо имѣющее такую рекомендацію, можетъ разсчитывать на то, что иокрайней мѣрѣ на многіе гго вопросы будутъ отвѣчать.
Хорошо осмотрѣть мнѣ удалось заводъ ,Esh°r § Wyss“ въ Цюрихѣ, менѣе подробно—заводъ „J. Ritter" въ Виитертурѣ и „Riiseh* въ Дорнибирнѣ. На письменную просьбу разрѣшить осмотрѣть заводъ „Bell* въ Кринсѣ мнѣ отказали; такъ что, кромѣ этихъ трехъ заводовъ,мнѣ пришлось осмотрѣть еще лишь два мелкихъ, скорѣе мастерскихъ, которые въ счетъ пойти не могутъ.
Заводъ „Ecber § Wyss* пользуется первоклассной репутаціей ие только въ Евро-иѣ, но и въ Америкѣ; установки этого завода имѣются во всѣхъ частяхъ свѣта. Типъ турбинъ, сооружаемыхъ заводомъ въ настоящее время- исключительно турбииы Фран-цвсса всевозможныхъ тваовъ и колеса Пельтона американскаго и европейскаго тиоа. Турбины Жерара и Жонваля встрѣчаются только какъ взятыя для починки или возобновленіе. Заслуживаютъ особеннаго вниманія два тина регуляторовъ: гидравлическій для оольишхъ турбинъ и гидромеханическій -для турбинъ средней величины. Muorie установки показали высокое качество этихъ регуляторовъ: такъ при гидравлическихъ регуляторахъ, при иолвой разгрузкѣ удавалось достичь измѣненія скорости всего лишь па 3%—4%
Цри изготовленіи модели штампа лопатокъ турбииы Францвсса быстроходнаго типа заводъ пользуется своимъ собственнымъ пріемомъ, не прибѣгая, по общепринятому, къ ряду параллельныхъ сѣкущихъ плоскостей для воспроизведенія поверхности лопатки; взамѣнъ этого берутъ лишь 3—4 коническихъ сѣченія. Высокій коэффиціентъ машинъ, строющихся на этомъ заводѣ, достигается ие только надлежащей теоретической разработкой, но и особенно тщательнымъ техническимъ исполненіемъ, сопряженнымъ ча- ’ сто съ большимъ удороженіеиъ производства. Такъ, напримѣръ, мнѣ нигдѣ, кромѣ какъ здѣсь, не приходнлось видѣть ручного опиливанія и ебшабриванія ковшей ІІель-тона, каналовъ турбинъ Фравцисса и каналовъ центробѣжныхъ насосовъ.
Чтобы произвести подобную работу, колесо трубины отливается лишь съ однимъ ободомъ а а (черт. 17) и лопатками; ободъ же В В отсутствуетъ: онъ отливается отдѣлыю н обтачивается пойощью сюппорта, движущагося по шаблону; такимъ же
способомъ обтачивается и та часть края лопатокъ, которыя должны прилагать къ В В. Ободъ привертывается къ лопаткамъ шурупами.
Подобную работу мнѣ пришлось видѣть продѣлываемою надъ турбиной Фран-цисга, отлитой изъ фосфористой бронзы; снявъ ободъ В В рабчій пилой опиливалъ по шаблону лопатки, а затѣмъ шаброй и наждачной шкуркой доводилъ ихъ до гладкости стекла.
Здѣсь же я разсмотрѣлъ основательно формовку колеса турбины Францисса быстроходнаго типа. На горизонтальномъ днѣ приготовленной ямы (чер. 18), устанавливаютъ шишку, В, представляющую полость всасывающей трубы; кругомъ шишки отливается гввеовое кольцо а, иа которомъ размѣчаютъ шагъ лопатокъ. Желѣзныя, заготовленныя ранѣе лопатки, ставятся на размѣченное кольцо, и одной стороиой прислоняются къ шешкѣ В. Чтобы онѣ стояли прочно на мѣстѣ, всѣхъ ихъ послѣ установки стягиваютъ желѣзнымъ обручемъ или проволокой С; затѣмъ все пространство между логатками забиваютъ формовочной землей. Поверхности представляющія ограниченіе обоодьевъ ш п и р q между'кромками лопатокъ приготовляются статнымъ формовщикомъ отъ руки, помощью скребковъ и гладилокъ; затѣмъ об_ ручъ 0 сивмаютъ н накладываютъ раньше заготовленную верхнюю оиоку. Кромка лопатк и заливаемая въ чугунѣ, обдѣлывается зубцами а разбивается въ торецъ молоткомъ, луженіе кромокъ не практикуется, а кромки лишь тщательно очищаютъ отъ ржавчииы на наждачномъ кругѣ.
Форму ковшей колеса Пельтона заводъ мѣняетъ чуть не каждый годт; въ складѣ моделей я насчиталъ такихъ типичныхъ формъ болѣе 30. Стальные и бронзовые ковши также отдѣлываются окончательно въ ручную; края этихъ ковшей то того заострены, что я на нихъ нѣсколько разъ чинилъ карандаши.
Кромѣ всего этого заводъ постоянно испытываетъ свои трубины и регуляторы и ежегодно вводитъ улучшенія и нововведенія. Кромѣ гидравлическихъ двигателей заводъ считаетъ своей спеціальностью также центробѣжные насосы высокаго давленія, паровая турбина системы „Zocll‘ и писчебумажныя машины; кромѣ того заводъ принимаетъ также всѣ желѣзиыя н котельныя работы.
Заводъ,Jacob Ritter11 въ Винтертурѣ есть первый заводъ начавшій строить тур-бнвы американскаго типа въ Швейцаріи; онъ также имѣетъ міровую извѣстность. Заводъ приводится въ движеніе туроиваѵи: н тутъ же имѣетъ присиособлевіе для тормознаго испытанія турбинъ, такъ что всѣ нововведенія сейчасъ же испытываются и оцѣниваются. Какъ выдающіяся особенности завода можно отмѣтить особыя конструкціи регулирующихъ органовъ орв лоиаткахъ Финка, не страдающія отъ мутной, несущей много песку и илу, воды; во самую выдающуюся спеціальность составляютъ турбинные регуляторы всевозможвыхъ системъ. Изъ нихъ пользуется общеизвѣстностью регуляторъ оостояввой скорости, дающій теоретически постоянную скорость турбнвѣ ири различныхъ вагрузкахъ. На самомъ же дѣлѣ, однако иолуча-ются при полной разгрузкѣ измѣнѳвія скорости не превышающія 1 0/°-
Весьма интересенъ, и вѣроятно, вмѣлъ бы большое звачевіе въ смыслѣ экономіи воды у васъ на Уралѣ, регуляторъ постояннаго горизонта воды. Овъ примѣняется но большей части танъ, гдѣ турбина работаетъ параллельно съ паровой пашиной, когда, слѣдовательно, скороствый регуляторъ при турбинѣ ве ставится, Схема этого регулятора представлена ва черт, 19. А и В—валы неврерывво вращающіеся, но-
думающіе движеніе отъ вала турбины; валъ С, ецѣпляясь червякомъ съ валомъ Н, тоже вращается вепрерынш; на немъ скользитъ кулачекъ m, удерживаемый на извѣсгиой высотѣ качающимся рычагомъ f. къ друп» у концу котораго привѣшенъ поплавокъ К, плавающій на водѣ. Въ положеній, показанномъ на чертежѣ, кулачекъ, вращаясь ставитъ цилиндры S. S. въ такое, положеніе что вилка врипіаю-щ..яся вокругъ оси X, держитъ ремень на холостомъ шниві; при. подтемѣ или опусканій поплавка эксцентрикъ m отталкиваетъ или верхній выступъ однаго цч-липдра s или нижній днугого, каждый и;ъ цилиндровъ s имѣетъ лііііь одинъ выступъ первый изъ нихъ вверху, а другой внизу. Переводя ремень на шкивъ пряный или лѣвый отъ холосто ре; валъ М получаетъ вращеніе въ ту или обратную сторону, запирая или открывая каналы турбины. <
Заводъ „Busch'* въ Дорнбпрнѣ находится уже въ Австріи почти у Швейцарской границы, овъ не имѣетъ той міровой извѣстности какъ предыдущіе два и въ техническомъ отношеніи поставленъ значительно слабое. ТЬиъ не менѣе онъ заваленъ работой по преимуществу мѣстнаго района. Какъ спеціальность завода можетъ быть отмѣченъ скоростной тормозной регуляторъ, торможеніе въ которомъ достигается увеличеніемъ работы центробѣжнаго насоса, входящаго въ составь регулятора. Но, отзывамъ регуляторь эготь работаетъ въ смыслѣ сохраненія скорости турбины весьма хорошо; кі сожоленію онъ какъ и всѣ тормозные, очень пи экономиченъ, почему удобно прояснять его только при избыткѣ воды. Кромѣ того заводъ имѣеть нѣсколько своихъ конструкцій, впрочемъ, ничего выдающагося не представляющихъ. н ■ зато этотъ заводъ работаетъ дешевле первыхъ двухъ.
****** Q
