Патентный дистиллятор Чаплинса - Chaplins patent distilling apparatus - Wikipedia

Запатентованный Чаплинсом аппарат для перегонки морской воды.

В Патентованный Дистиллятор Чаплина с паровым насосом для циркуляции воды. был ранним дизайном испаритель, устройство для производства пресной воды на борту судна дистилляция морской воды. Пример этого аппарата был извлечен из обломков SSКсанто (1872),[1] вспомогательный пароход, используемый в Австралии для перевозки пассажиров и торговли товарами, прежде чем окончательно затонуть Порт Грегори, Западная Австралия в 1872 году.[кем? ] что винокурня Александра Чаплина из Ксанто затонувший корабль - единственный известный сохранившийся пример дистилляционного аппарата Чаплина на борту судна того периода.

Производитель

Alexander Chaplin & Co. (также известная как AC and Co., Alex. Chaplin & Co.) была производственным синдикатом, базирующимся в Соединенном Королевстве в период с середины 19 века до начала 20 века с производственными и инженерными предприятиями, расположенными в Крэнстонхилле. Завод двигателей, Глазго.[2] Среди их многочисленных запатентованных и производимых продуктов одним из самых заметных разработанных устройств был Патентованный дистиллятор Чаплина с паровым насосом для циркуляции воды..

Основанный в 1857 году административный офис Alexander Chaplin & Co. располагался по адресу: улица Королевы Виктории, 63, Лондон, Англия,[3] до того, как в 1932 году была поглощена компанией Herbert Morris, LTD.[4] Известные производители,[5] Алекс. Chaplin & Co. гордились тем, что их продукция «всегда была в наличии или в процессе».[6] Чаплинс произвел ряд промышленных изделий с паровым приводом, включая паровые краны, подъемники, локомотивы, насосные и заводные двигатели, судовые палубные двигатели и аппараты для дистилляции морской воды, которые использовались во всем мире в 19 и 20 веках. Запатентованный Чаплином аппарат для перегонки морской воды с паровым насосом для циркуляции воды был очень компактным и удобным устройством, предназначенным для использования на море, но также способным адаптироваться для использования на суше.

История

Аппарат Чаплина был принят на вооружение многими важными британскими и континентальными судоходными компаниями, включая Полуостровный и восточный, Inman Line, Северогерманский Ллойд, а Гамбургские американские компании. В Британский флот использовали такие аппараты.[5] Совет начальников бюро ВМС США рассмотрел вопрос о поставке крейсеров. USSБалтимор (С-3) и USSФиладельфия (С-4) с дистилляционными аппаратами для подачи пресной воды в котлы от дистилляции морской воды, но не было упомянуто о компании Chaplin в их отчетных обсуждениях.[7] Помимо торговых и пассажирских судов, Канонерские лодки США использовали и такие дистилляторы.[8][9]

Пример использования дистиллятора Чаплина для земельных нужд

Дистилляторы Чаплина также использовались на суше. Вовремя Суданские кампании (1881–1885 и 1896–1899) британские войска использовали винокурни для снабжения своих солдат свежей питьевой водой в Суакин и Судан. Этот запас пресной питьевой воды имел первостепенное значение в Англо-египетская война 1882 г.. Подобные дистилляторы, такие как Dr. Normandy's,[ВОЗ? ] были в гораздо большем масштабе, перегоняя около 12000 галлонов воды в час[сомнительный – обсуждать],[10] в то время как дистилляционный аппарат Чаплина, используемый на борту судов, производил примерно 23 галлона пресной воды в час.[11] По сути, дистиллированная вода, производимая для Египта, производилась в специальном аппарате с различными типами конденсаторов. Принцип перегонки такой же, как у аппарата на пароходы. На кораблях пар вырабатывается в одном из судовых котлов, затем конденсируется, фильтруется и аэрируется в аппарате. На суше двигатели должны были оставаться работающими, чтобы откачивать дистиллированную воду из конденсатора.

По приказу Х. Советом 5 декабря 1865 года правительственным эмигрантам, военным и другим пассажирским судам, оснащенным этим дистилляционным аппаратом, было разрешено плавать только с половиной необходимого количества воды в соответствии с разделом 26 Закона. Закон о пассажирах 1855 г.. В этом законе говорится: «Любое пассажирское судно, приводимое в движение только парусами или паровыми двигателями меньшей мощности, чем достаточная, без помощи парусов для приведения судна в движение со скоростью пять статутных миль в час, может быть очищено и продолжено ее рейс, имея на борту, в цистернах или бочках, только половину количества чистой воды, требуемой упомянутым Законом для перевозки пассажиров, при условии, что… на борту такого судна имеется эффективный аппарат для дистилляции пресной воды из соленой воды ».[12] Это в сочетании с удобством и компактными размерами аппарата сделало модель Александра Чаплина очень популярной.

В прямой конкуренции с Александром Чаплиным, доктором Альфонсом Нормандии (1809–1864)[13] аппарат - еще один успешный дистиллятор. Он состоит из трех основных частей: испарителя, конденсатора и холодильника. Аппарат пропускает смесь пара и газов из испарителя в трубки конденсатора. Дистиллятор Normandy имел очень сложную конструкцию, состоящую из множества многочисленных рабочих частей. Из-за сложной конструкции и высокой стоимости дистиллятор был экономически невыгоден для небольших судов. Во Франции аппарат Роше и Нант и что из Галле и Мазелин Гавра, были «высоко оценены французскими властями и французскими моряками».[5]

Метод работы

Для успешного приготовления питьевой воды из морской воды, следующие условия дистилляционного аппарата были сочтены необходимыми. Во-первых, дистиллированный продукт необходимо аэрировать, чтобы его можно было сразу использовать для питья и хранения. Во-вторых, количество угля, используемого для получения максимального объема питьевой воды, должно быть на минимальном уровне затрат, и в-третьих, рабочие части устройства должны быть достаточно простыми, чтобы предотвратить их поломку и позволить неквалифицированному обслуживающему персоналу безопасно работать. «Дистиллятор Александра Чаплина - одна из форм аппаратов, наиболее полно удовлетворяющих таким условиям».[5]

Аппарат

Дистилляционный аппарат Чаплина в каталоге 1883 г.

Аппарат для перегонки Alexander Chaplin & Co был первоначально разработан для использования на борту паровых судов, где он мог снабжаться паром либо от главного котла, либо от котла. осел котел с циркуляцией охлаждающей воды от насоса, приводимого в действие от основного или вспомогательного двигателя. Последующее добавление парового циркуляционного насоса, встроенного в устройство, означало, что его можно было использовать в качестве автономного устройства на любом судне, оборудованном существующим (вспомогательным) котлом, например, на парусном судне, оборудованном паровыми лебедками. Устройство состояло из спиральной конденсационной трубы длиной примерно 60 футов (18 м), помещенной внутри цилиндрического кожуха, заполненного постоянно изменяющейся охлаждающей водой. Кожух был чугун катушки были из меди. Змеевики снабжались паром либо из выхлопа двигателя, либо напрямую от котла. Циркуляционный насос, приводимый в действие главным двигателем на пароходе или интегрированный с аппаратом на парусном судне, снабжал постоянный поток охлаждающей воды, протекающей через конденсатор. На верхнем конце парового змеевика была установлена ​​закрытая латунная чашка с небольшими регулируемыми отверстиями по окружности. Во время работы струя пара втягивала воздух из окружных отверстий в чашке и заполняла змеевики смесью воздуха и пара, одновременно охлаждая пар и снижая его давление. По мере прохождения по змеевику смесь воздуха и пара дополнительно охлаждалась окружающей водой и конденсировалась в виде капель воды на стенках змеевика. Аэрированная вода будет собираться в виде прозрачной, яркой жидкости без запаха при температуре около 13 ° C (55 ° F) на дне змеевика и отводиться для использования. Машина могла подавать приблизительно 23 галлона США (87 л; 19 имп галлонов) воды в час. «Образцы воды, подвергнутые анализу, были собраны в разное время непосредственно из Патентного аппарата на борту судна ... и результаты моих экспериментов с водой, дистиллированной в компании Alexander Chaplin & Co., убедительно показывают, что это превосходный качество во всем ".[14]

Встроенный циркуляционный насос более поздней конструкции мог также использоваться в качестве пожарной машины в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Выпускная труба из камеры охлаждающей воды могла быть снабжена краном, с помощью которого вода могла быть направлена ​​к соответствующему штуцеру, к которому мог быть присоединен пожарный шланг.

Оптимальная компоновка должна размещать устройство в кочегарке или в любом другом месте под палубой, где можно эффективно обеспечить надежную подачу пара и охлаждающей воды. Он также может быть размещен на главной палубе или в любой другой удобной части судна при условии обеспечения достаточного количества воды и пара. Пока было доступно топливо для производства пара, дистиллятор Чаплина давал потенциальную экономическую выгоду, так как пространство и вес, ранее отведенные для больших резервуаров для воды, можно было более продуктивно использовать для перевозки дополнительных грузов.

Согласно спецификациям производителя и отчету доктора Фредерика Пенни, доктора философии, профессора химии F.R.S.E., Андерсонский университет,[15] Глазго,[14] Дистиллятор отфильтровывал вредные химические вещества, такие как свинец, медь, олово и железо, с помощью ряда железных пластин с перфорированными отверстиями и матами. Эти пластины располагались в большой коробчатой ​​конструкции в нижней части аппарата.

Аппарат на борту СС Ксанто

Именно тогда, когда Дистиллятор Чаплина был установлен на Ксанто открыто для предположений. Известно, что с 1864 по 1870 гг. Ксанто работал из Уик, Западный Сассекс и разрешалось совершать морские экскурсии. Не исключено, что этот аппарат был установлен именно в этот период времени.[16] Однако более вероятно, что это устройство было установлено позднее в рамках основной программы модернизации, осуществленной торговцем металлом Робертом Стюартом, который в 1871 году полностью и радикально модернизировал корабль, заменив первоначальный паровой двигатель с лопастным колесом. с новым морским котлом с дымовыми трубами и винтовой силовой установкой, использующим подержанный двигатель с горизонтальным стволом, разработанный Джоном Пенном и Соном.[17]

Раскопки и подтверждение личности

Канистра дистиллятора SSКсанто

Дистиллятор Чаплина был выкопан с парохода Ксанто Место крушения в 1994 году.[18] Его обнаружили за пределами корпуса по левому борту судна. Вполне вероятно, что это устройство было установлено в машинном отделении корабля и в результате естественного преобразования места крушения было смещено сильным поперечным течением, поскольку окружающие каркас и обшивка корпуса разрушились и упали на морское дно.

Изначально предполагалось, что это может быть конденсатор или теплообменник.[19] или, возможно, круговой конденсатор [?], но обнаружение паспортной таблички производителя латуни, найденной во время деконкретизации объекта, и последующая архивная документация подтвердили его идентичность как дистилляционного аппарата Чаплина.[11]

При обнаружении артефакт оказался в очень хрупком состоянии, чугунная оболочка сильно корродировала и была неполной. Кроме того, есть свидетельства, позволяющие предположить, что у артефакта отсутствуют многие его крепления, такие как аэратор, соединительные трубы и двигатель осла. Неизвестно, были ли эти материалы удалены агентами, действующими под руководством владельца. Чарльз Эдвард Бродхерст (1826 - 26 апреля 1905)[20] во время первоначального сбора обломков в 1872 году или охотниками за сокровищами в более позднее время.[21]

Змеевик дистиллятора от SSКсанто

Дистиллятор Чаплина, который был поврежден во время раскопок и обработки, в настоящее время реконструируется на Музей Западной Австралии отделом морской археологии. Предполагается, что этот процесс восстановления будет завершен к 2014 году и что вскоре после этого он будет доступен для публичного просмотра в галерее «Пароходы в суфражистки».

Из-за фрагментированного состояния и повреждения катушки на данном этапе невозможно подтвердить точные размеры этого устройства. Приблизительная оценка предполагает что-то порядка 5 футов 3 дюйма (1,60 м).[11] но окончательный ответ можно будет определить, когда он будет собран заново, а катушка будет правильно выровнена и интегрирована.

Аппарат для дистилляции Чаплина, выкопанный из Ксанто Считается[кем? ] быть единственным известным существующим примером и, следовательно, может рассматриваться как уникальный образец морской истории, который помогает объяснить, как пароходы и парусные суда, оснащенные этими устройствами, могли совершать длительные морские путешествия с минимальным запасом пресной воды.

Рекомендации

  1. ^ Ксанто | Базы данных о кораблекрушениях | Музей Западной Австралии
  2. ^ Лондонская газета, 10 ноября 1865 г.
  3. ^ Александр Чаплин и Ко (1883). Иллюстрированный каталог запатентованных Чаплиным паровых двигателей и котлов: паровые краны, подъемники, локомотивы, насосные и заводные двигатели, судовые палубные двигатели, аппараты для перегонки морской воды и т. Д.. Лондон: Александр Чаплин и Ко.
  4. ^ Национальный архив | Доступ к архивам
  5. ^ а б c d Бейнс, Т. (ред.) 1878 г. Британская энциклопедия, словарь искусств, наук и общей литературы. Девятое издание, Том VII. Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера в Нью-Йорке, стр. 263–264.
  6. ^ Чаплин 1883, п. 3
  7. ^ The New York Times 1890 Distillers для военных кораблей. Нью-Йорк: Нью-Йорк Таймс 20 августа.
  8. ^ Правительственная типография 1886 г. Технические условия на горизонтальный двухвинтовой двигатель обратного действия для канонерской лодки № 2 водоизмещением 870 тонн, который будет называться. Вашингтон: Государственная типография, с. 37.
  9. ^ Государственная типография 1887 г. Технические условия на двухгоризонтальные винтовые двигатели прямого действия с тройным расширением для канонерской лодки № 1 водоизмещением 1700 тонн, который будет называться. Вашингтон: Государственная типография, с. 16.
  10. ^ Scientific American 1885 г. Дистилляция морской воды. Приложение к журналу Scientific American № 492, Scientific American 6 июня.
  11. ^ а б c Чаплин 1883, п. 33
  12. ^ Кей, Дж. 1875 г. Закон, касающийся капитанов судов и моряков, их назначения, обязанностей, полномочий, прав, ответственности и средств правовой защиты. Том II, Bell Yard, Temple Yard: Stevens and Haynes Law Publishers, стр. 9–12.
  13. ^ Smith, E .; Бабок и Уилкокс (1905). Краткая история военно-морской и морской техники. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 223–224.
  14. ^ а б Чаплин 1883, п. 31 год
  15. ^ Фредерик Пенни - Стратклайдский университет
  16. ^ Хендерсон, Г.Дж. и К.Дж. Хендерсон 1988 Неоконченные путешествия 1850–1880 Том II. Недлендс: UWA Press. Pp. 119–124
  17. ^ Маккарти, М. (2000). Успехи и неудачи археологических раскопок "железа и парохода" на SS Xantho. Лондон: Kluwer Academic / Plenum Publishers. п.53.CS1 maint: ref = harv (связь)
  18. ^ Маккарти, М. (1996), SS Xantho: к новой перспективе. Комплексный подход к морской археологии и консервации затонувшего железного парохода. (Неопубликованная докторская диссертация), Таунсвилл: Университет Джеймса Кука, стр. 185CS1 maint: ref = harv (связь)
  19. ^ Маккарти 2000, п. 83
  20. ^ Блэк Д. и Болтон Г. 2001 г. Биографический реестр членов парламента Западной Австралии, том первый, 1870–1930 (пересмотренное издание, ред.). Здание парламента: Парламент Западной Австралии
  21. ^ Маккарти 1996, п. 161