эффективности, восстанавливая влажность пара и используя другие приемы, и эти усовершенствования со временем могут иметь практическое значение.
Ил. 1. Криофорный исследовательский аппарат, объясняющий принципы технологии замораживания
Чтобы облегчить понимание процесса развития океанской энергетической установки по системе криофора и природы некоторых из моих усовершенствований, можно воспользоваться чертежом, в котором иллюстрация 1 представляет первоначальный аппарат Вулластона, состоящий из двух вакуумных камер В и С, соответственно, парового котла и конденсатора, которые соединены посредством канала А. При условии, что первая из названных камер частично наполнена водой или другой жидкостью, а вторая помещена в охлаждающую смесь, вакуум вызовет бурное кипение слегка теплой воды, и будет наблюдаться общеизвестный эффект. Поскольку пар, генерируемый в котле, устремляется в конденсатор с огромной скоростью, он способен производить значительную механическую работу.
Ил. 2. Общий план установки, в которой при прохождении пара между двумя емкостями, имеющими разную температуру, приводится в движение якорь электрического генератора
Иллюстрация 2 показывает, как может осуществляться термодинамическое преобразование энергии для ее использования вовне. Предпочтение отдано именно такой особой компоновке, чтобы освободиться от необходимости подсоединения к внешней поверхности, что потребовало бы применения вакуумного насоса. Стальной ротор а почти такого же диаметра, что и диаметр канала А, соединяющий камеры В и С и имеющий профили в виде лопастей, закреплен на подшипниках качения b и с, практически не имеющих трения, конструкция последних предусматривает гашение ударов. Вокруг ротора турбины, в непосредственной близости к нему расположены выступы d и e из мягкого железа с обмотками f и g, представляющие собой часть постоянного магнита h. В результате быстрого вращения ротора возникает периодическое смещение магнитных силовых линий от одной до другой пары выступов, индуцируя таким образом в катушке токи, которые можно использовать.
Следующий шаг состоит в том, чтобы наладить непрерывную работу аппарата. Этого можно достигнуть двумя способами: путем подачи пара и конденсата непосредственно к камерам В и С или просто через передачу и извлечение теплоты через их стенки, и в этом случае рабочая жидкость полностью отделена и циркулирует по замкнутой цепи.
Ил. 3. Более точный эскиз термодинамической установки, в которой всасывающий насос E создаст необходимую степень вакуума
Общий вид представлен в виде схемы на иллюстрации 3. Цилиндрические камеры В и С соединены соответствующими трубопроводами. Всасывающий насос E, рассчитанный на создание очень высокого вакуума, присоединен к конденсатору С и может приводиться в движение турбиной посредством зубчатой передачи или, как указано, асинхронным двигателем, работающим на переменном токе, который подается от динамо-машины F, имеющей общий привод с турбиной. Вода, находясь под атмосферным давлением, потечет в вакуумные камеры со слишком большой скоростью, вызывая связанные с этим потери, и поэтому необходимо подавать и отводить ее посредством компенсирующих барометрических столбиков ii и kk достаточной высоты, обеспечивая тем самым требуемую циркуляцию, направление которой указано стрелками. Поскольку латентная (остаточная) теплота, поглощенная в процессе испарения и освобожденная в процессе конденсации, очень велика, через камеры должно пройти очень большое количество воды, чтобы не допустить изменений температуры, которые могут значительно снизить эксплуатационные качества аппарата. Кроме того, в представленных аппаратах необходимо использовать газоотделители для извлечения газов из воды перед тем, как она попадет в паровой котел и конденсатор. Здесь нельзя применять сепараторы центробежного типа, так как это повлечет за собой слишком большие потери энергии. Единственно возможным является тип, который применялся во времена зарождения современной гидравлики, действие которого основано на постепенном реверсировании направления потока и который осуществляет лишь частичную дегазацию. Необходимо отметить, что при быстром расширении и одновременном охлаждении газы чрезвычайно ухудшают качество пара, а также в некоторой степени снижают вакуум в камерах. В одной из моих модификаций вода подается через форсунку, как показано, что обеспечивает необходимое испарение и конденсацию, в то же самое время убирает газы, которые оказались бы в свободном состоянии, если бы вода поступала обычным способом.
Ил. 4. Вода или какая-либо другая жидкость приводит в действие турбину D внутри замкнутой системы, циркулируя через конденсаторы, погруженные в воду с разными температурами
Тщательное изучение проекта, представленного на иллюстрации 3, убедило меня, что он по целому ряду причин невыгоден и не так практичен, как проект, представленный на иллюстрации 4. В этом случае камеры В и С являются поверхностным конденсатором обычной конструкции, но с очень большой активной поверхностью, принимая во внимание чрезмерный расход пара и небольшую разницу рабочих температур. Они могут быть одного размера, поскольку, хотя передача тепловой энергии от горячей воды к холодной происходит через пар, здесь действует закон смесей и максимальная передача происходит при условии равного количества той и другой воды. Если бы не это, эксплуатационные качества можно было бы существенно улучшить путем подачи горячей воды, которая должна проходить лишь по коротким трубам, в большем количестве. Камеры соединяются через турбину D, соединенную общим приводом с генератором F, как и раньше, и, кроме всасывающего насоса E, используется глубинный для нагнетания конденсата в паровой котел. Вода должна быть пресной и тщательно дегазированной для получения пара высокого качества, что весьма облегчит работу насосов, а паровой котел и конденсатор должны быть полностью погружены в циркулирующую среду, чтобы минимизировать тепловые потери. Существенные реальные преимущества этого проекта состоят в том, что можно использовать любую подходящую рабочую жидкость и агрегаты очень большой производительности.
Технические эксперты, которые, возможно, рассмотрят достоинства проекта океанской силовой установки, будут склонны не обращать внимания на затраты энергии, идущей на продвижение горячей и холодной воды, которые в действительности могут быть весьма значительными с учетом подъема океанской воды выше среднего уровня. Выходные отверстия неизбежно очень велики, и если их центры находятся на высоте от трех до четырех футов над средним уровнем океана, то для нормального функционирования во время прилива потери при перекачке будут значительными. Более того, движение воды подвергается многократным изменениям как в направлении, так и в скорости и испытывает потери тепла при трении, особенно в длинном трубопроводе, что в совокупности может сравниться с затратами на дополнительный подъем на несколько футов, что может составить, скажем, 7 футов, если прикинуть с большим запасом. Так вот, в Мексиканском заливе, в кубинских территориальных водах, где мои компаньоны предполагали построить силовые установки, среднегодовая разность температур горячей и холодной воды вряд ли
