трансформатор, очевидно, может быть сделан однофазным или многофазным, и к нему применимы все видоизменения в конструкции и сочетании трансформаторов, какие существуют на практике».
Дошедшие до нас патенты Лодыгина на печи как раз и демонстрируют разнообразие конструкций.
Патент за № 21412 от 30 апреля 1912 года. Индукционная печь для нагрева и плавления металлов и других тел. В ней плавильный тигель сделан из огнеупорного материала и охватывает железный сердечник. Тигель может быть цельным или «состоящим из двух половинок с ребрами, помещающихся в двух, электрически разъединенных между собой — посредством ребер — резервуарах из немагнитного металла». Резервуары же — тонкостенные металлические коробочки, внутри которых по неметаллическим трубкам может протекать охлаждающая жидкость, пар или газ… поддерживая желаемую разность температур по обеим сторонам тигля.
Оригинальное устройство — «резервуары из немагнитного материала, соединенные неметаллическими трубками, по которым течет охлаждающая жидкость, пар или газ, — как раз и предохраняет сердечник электромагнита и индуктирующей обмотки от высокой температуры помещенного между ними кольцеобразного плавильного тигля». А значит, печь работает с большой отдачей и долгий срок.
На Первом Менделеевском съезде, также еще в 1907 году, Лодыгин сообщил о своей печи для электроплавки чугуна, расход энергии на которую был им точно высчитан — 1580 киловатт-часов на тонну.
(Но только через десятилетия электропечи для плавки чугуна вошли в жизнь — так долог путь от идеи до воплощения.)
Шли года, но электрометаллургия, несмотря на известность, по-прежнему пугала промышленников, и Александр Николаевич в статье в газету «Новое время», первоначально задавшись целью пропагандировать электрометаллургию, доходит до горьких справедливых упреков:
«…современный крупный завод не может обойтись без электрической печи того или другого рода; между прочим, в числе моих изобретений есть электрические печи, выработанные мною практически, на что мною были затрачены крупные суммы.
Вот уже три года я обращаюсь к казенным и частным заводам с предложением построить одну печь. Эти заводы нуждаются в таких печах, но строят печи, изобретенные иностранцами, выписывают иностранных инженеров,
расходуют на это многие десятки, если не сотни тысяч рублей…»
Да, ничего не изменилось в России с тех времен, когда начала борьбу с иностранным засильем и рабским преклонением перед всем западным «могучая кучка» электротехников — Лодыгин, Чиколев, Яблочков и другие…
Тратя тысячи на иностранное оборудование и на услуги иностранных специалистов, русская казна и частные предприниматели боятся «истратить 2500–3000 рублей на постройку «пробной печи» русского изобретателя «на том основании, — иронизирует Лодыгин, — что те иностранные печи находятся уже в работе, а работы моей печи в России они еще не видали. И никто не решается делать первый опыт.
…Больше того: вот уже почти три года я веду переговоры о постройке этой первой печи с одним электромеханическим заводом в Москве… Результаты равны нулю. А стоимость опыта, по их собственному подсчету, будет не свыше 300–400 рублей, принимая во внимание, что машины и приборы, за исключением самой печи, или уже есть, или если должны быть построены вновь, то могут быть использованы заводом впоследствии. Все это имеет место, заметьте, при условии, что изобретение может быть проверено теоретически, что я получил практические цифровые данные для его оценки, что оно даже привилегированно, что, следовательно, здесь дальше ничего изобретать не надобно, а только нужно выполнить согласно с рабочими чертежами и детальными указаниями, настолько точными, что завод может точно вычислить стоимость материала и работы…»
Как же хотелось Лодыгину сделать Россию, богатую рудами и металлами, хозяйкой этих сокровищ… Но по-прежнему добытые с таким трудом руды переплавлялись с помощью иностранцев, а львиная доля их уходила за рубеж. Запад креп русской рудой, а Россия слабела.
Заявки на привилегии по электропечам лежали у чиновников по 2–3 года и более.
Изобретенная Лодыгиным индукционная печь, заявленная 19 октября 1909 года, получила охранную привилегию за № 18698 15 марта 1911 года, и хотя конструкция ее была совершенна, нет сведений о том, что была где-либо построена.
«Индукционная печь, отличающаяся применением твердой вторичной обмотки (из металла или иного проводящего материала), образующей собою плавильное пространство печи, в котором могут быть подвергнуты расплавлению и непроводящие ток вещества… например стекло».
Первая страница заявки — разбор недостатков уже существующих индукционных печей, которые в силу своей конструкции — по типу трансформатора, в котором вторичной обмоткой служит плавящийся металл, трудно плавить неметаллы, — то же стекло.
В печи, разработанной Лодыгиным, неметаллы плавиться будут. Для этого изобретатель изменил ее суть.
Плавильное пространство в ней образуется дном и стенками тигля, изготовленного из металла, графита или другого проводника. Тогда в тигель из железа, например, можно посадить металлический свинец, или сурьму, или другие металлы для выпаривания и высушивания. Напротив, в тигель из железа можно опускать массу для изготовления стекла, смесь руды с углем для выплавки какого-либо металла.
Что получается? «Ток будет индуктироваться в тигле, но не в посаженном веществе, а оно само под влиянием высокой температуры тигля будет нагреваться и плавиться!»
Кроме того, это «посаженное в тигель вещество» может сделаться само хорошим проводником и даже лучшим, чем тигель.
И еще — ведь часто нужно нагревать вещество только снизу или сверху, с одного или другого бока. Так вот, особое приспособление даст такую возможность металлургу.
Как обычно, изобретатель предлагает несколько видоизменений конструкции — на разные случаи жизни. И на чертеже к заявке соответственно три разные печи.
И все же эта печь с трудом находила себе место в России, зато вскоре была замечена иностранцами.
А еще одна лодыгинская печь, так и не построенная в России, стала хорошо известна после опубликования патента не только на Западе, но и на Востоке — печь прямого нагрева, патент № 16389 от 1909 года. Во время второй мировой войны в этих печах лодыгинской конструкции получали железо из руд в виде крицы в Маньчжурии и Корее японцы.
Но Лодыгин предназначал ее для родины, разработал он эту удивительную — сложную и простую одновременно — конструкцию еще в США, сделал расчеты и опыты в России, подал заявку 8 марта 1908 года.
«Устройство дает возможность, — писал он, — не только плавить всевозможные металлы или смеси, но и выплавлять эти металлы из их руд».
Для выполнения задач столь широкого спектра предлагалась совершенно необычная конструкция плавильного пространства — желобо- или корытообразное прямой или вогнутой формы. (Опять при расчетливости можно было бы взять хотя бы два патента на каждую из видов печи, но Лодыгин по- прежнему не гонится за числом патентов.)
По обыкновению, занявшись какой-либо областью электротехники, Лодыгин собирает статистические данные развития электрометаллургии в России и мире, на основании их строит графики и выступает с докладами перед технической общественностью с пропагандой нового направления.
Для этого он использовал и трибуны Менделеевских съездов, и Первого съезда лиц, закончивших электротехнический институт. За участие в пропаганде электротехники и за изобретение электротермии после празднования 40-летнего юбилея лампы накаливания в 1914 г. Лодыгин по представлению электротехнической общественности был награжден вторым российским орденом — св. Анны.
Выступая перед молодыми электротехниками, он раскрывал блестящие перспективы электрометаллургии в нашей богатой полезными ископаемыми стране, он одним из первых указал место индукционных электропечей в металлургии завтрашнего дня, которые тогда многие переоценивали: «Конечно, индукционные печи не могут конкурировать с доменными, суточная выплавка которых достигает 30–40 тысяч пудов в сутки, это было бы экономически выгодным лишь при наличии громадного запаса
