XI. FEJEZET.
AZ ELEKTROMOS ERŐ-ÁTVITEL.
1. Az erő-átvitel.
FENTEBB láttuk, hogy a körfolyamat megfordíthatóságának elve, az elektromos gépekre alkalmazva, az olyan mótorok szerkesztésében, melyek hatásképességének az elektromosság a forrása, figyelemre méltó haladásnak. volt a kiinduló pontja. Míg az áram forrása az elektromos telep volt, míg az elektromosság termelése chemiai folyamattal, a czink elégetésével, evvel a költséges és körülményes művelettel történt, a kicsiny mótorokra kellett szorítkozni, azokra, a melyeket az imént írtunk le a megelőző fejezetben. De midőn arra gondoltak, hogy áram-termelő gépekül a folytonos áramú dinamo-elektromos nagy gépeket használják, mint például a GRAMME-féle gépeket, melyekben az elektromosság forrása egy tetszésszerinti mótornak mechanikai ereje: a feladat külseje egészen megváltozott. Valóban, ha egy Gramme-gépet például gőzzel vagy vízeséssel hajtatunk s ha ezután egy vele azonos második géppel elektromos összeköttetésbe hozzuk, ez utóbbi gép mozgásnak indul s ilyeténképen mechanikai munkává alakítja át az elektromos erélyt, melyet szintén csak mechanikai munka hozott létre. Másrészt magától értetődik, hogy ezen átalakítás folyamatában a termelő gép munkájának egy része a gépek s az áramvezeték felmelegedése alakjában elveszne s ez esetben az elektromosságnak ilyen átviteli módon munkává való átalakulásának eredménye semmi, sőt negativ is lehetne, ha ez a mód nem tenné lehetővé egy oly feladat megoldását, a mely csak legújabban sikerült: ez az erőnek távolságra való átvitele problémája.
Jelenleg a nagy gyárakban a mótor, a hidraulikai kerék vagy a gőzgép erejének átvitele szükségképen csak csekély távolságokra szorítkozik. Az átvitel szíjjak és dobok és telodinamikai kötelek közletésével történik. Gázmótorok vagy vízesések esetében a mótor hatásképességét vagy csator-
názással lehet áttenni, vagy pedig arra lehet használni, hogy összenyomja a levegőt, mely ezután csövekkel vezethető tova. Erre nézve példákat láttunk azoknál a nagyszabású munkálatoknál, melyeknek czélja az alpesi alagútak átfúrása volt a Col de Fréjusön és a Szent-Gothárdon. De mindezekben az esetekben a távolság szükségképen korlátozott s máskülönben is az átvitel költséges berendezési munkálatokat tesz szükségessé. Ellenben az elektromosság úgyszólván pillanatnyilag terjed a termelő géptől az átvevőig vagyis a hajtó-gépig, a nélkül, hogy kellőképen elszigetelt vezetőfémdróton kívül egyéb közvetöre szüksége volna.
Az átvitel lehetőségének érdekes példái az elektromosságnak az ipari munkálatokra való emez új alkalmazását már be is igazolták. Mielőtt néhányat leírnánk közülök, állapodjunk meg még egy igen fontos pontnál, és lássuk, hogy a távolságnak milyen befolyása lehet a gépek munkasikerére, s hogy a vezető-drótok vastagságának mily mértékben kell nőni az átteendő munka nagyságával. MARCEL DEPREZ, ki a munkának távolságra való elektromos átvitele problémájáról egy igen alapos tanulmányt tett közzé, kimutatta, hogy a szóban forgó munka-siker egyenes viszonyban van a második gép forgásától kifejtett ellen-elektrom indító erővel, s fordított viszonyban van az első gép elektrom-indító erejével, továbbá, minthogy e törvény független az áramkör ellenállásától, maga a munka-siker is független a távolságtól. Elméletileg, egy tetszésszerinti vékonyságú dróttal az erélynek határtalan mennyiségét lehetne átszállítani, csakhogy ehhez aztán megkivántatnék, hogy az elektromos feszültség annál nagyobb legyen, mentül kisebb a drót keresztmetszete. Az utóbbi feltétel határt szab a drót vékonyságának, mert jelentékeny feszültség esetében a szigetelés nagy nehézségekkel jár.*
* DEPREZ-nek ide vonatkozó nyilatkozatai közül e helyütt ím ezeket közöljük:
"Az e tárgyra vonatkozólag (Sermaize- és Noisiel-ben) végrehajtott ismeretes kisérletek leírásában mindig azt hangoztatták, hogy a távolság nagyon ártalmas tényező, s hogy mentül nagyobb a távolság, annál vastagabbaknak kell lenniök a vezetőknek. Külföldi tudósok, ezt az ártalmas befolyást túlozván, addig mentek, hogy azt írták, hogy a Niagara-esések munkájának messzire való elvitelére akkora rézmennyiség kellene, mely túlhaladná mindazt, a mit a Felső-tó réztelepei magukban rejtenek. Úgy hiszem, hogy meg fogják engedni, hogy az annyira félreismert igazságnak kiderítésében némi érdemem van.""De mióta az igazság útat tört magának, a tudományok történetében eléggé gyakori visszahatás példájaképen, értekezletekben tudományos folyóiratokban, angol s amerikai tudósok tekintélyére hivatkozva, egész bátran állítják, hogy a mondottuk vízesések munkájának az egész világba való szétvezetésére elegendő volna egy 1/2 angol hüvelyknyi (körülbelöl 13 mm.) kicsiny kábel.
Ha meggondoljuk, hogy a szóban forgó munka legalább is két millió lóerőt képvisel, s valószínűleg még sokkal többet, be kell látnunk, hogy a kérdéses tudósoknak vagy nincs tiszta fogalmuk arról, hogy mit ábrázol ez a szám, vagy hogy olyan számításbeli hibákat követtek el, melyeket az eredmény képtelensége miatt észre kellett volna venniök." DEPREZ csakugyan kimutatta, hogy ha munka-sikerül 100-tól csak 50-et veszünk s az átvitelt csak 75 kilométernyinek vesszük, a termelő gépnek, figyelembe véve a belső ellenállást, másfél millió volt-nyi elektrom-inditó erőt kellene kifejtenie, "a mi rettentő egy szám, s a melyről csakis a villám tüneményei nyujthatnak fogalmat."
(Minthogy DEPREZ elméleti eredményei szerint a munka-sikerre nézve az elektromosságnak nem a mennyisége, hanem a feszültsége az irányadó, analógia útján azt is lehetne mondani, hogy adott víz- vagy hőmennyiséggel, az esés-magasság, illetve a mérséklet-különbség növelése révén is, tetszés szerinti munkát lehetne kifejteni. De a gyakorlatban a munka eme tényezőinek túlcsigázása nem csak szerkesztésbeli nehézségek miatt, hanem még biztonsági szempontból is lehetetlen; így vagyunk az elektromossággal is, hol mindekkoráig nem sikerült oly nagy feszültségű gépeket szerkeszteni, hogy DEPREZ-nek ama merész, de azért mégis helyes tételét, mely szerint a munka-siker független a távolságtól, valóban jelentékeny távolságokra állandó sikerrel alkalmazni lehetett volna; s valamint gőzgépeknél a feszítő erő maximumát szigorú szabályok korlátozzák, úgy jelenleg Angolországban élénken foglalkoznak az elektromos gépek megengedhető feszültségének meghatarozásával, mert 200 volt-nál nagyobb feszültség, különösen a lakott házak vezetékeiben, végzetessé válhatik. Ford.)
DEPREZ, miután a fentebbi elméleti elveket két azonos Gramme-gép (C tipus, melyet Chatam-ben az elektromos fényre próbáltak ki) munka-sikerének kiszámítására alkalmazta, az összekötő drótot 4 milliméter átmérőjűnek feltételezvén, azt találta, hogy a munka-siker 65 volna 100 után. Két C tipusbeli azonos géppel, úgymond, 10 lóerőnyi effektiv-munkát egy közönséges telegráfdróttal 50 kilométernyi távolságra lehet át tenni, az eredeti munkaképesség körülbelül 16 lóerő levén."
Könnyen átérthetjük, hogy az efféle alkalmazásnak a jövőre nézve mily rendkívüli jelentősége lesz, ha a gyakorlatban felmerülő nehézségek el lesznek oszlatva. Nem csupán a jelenlegi mótoroknak a helyszínén kifejtett munkája lesz messzefekvő pontokra átvihető és szétosztható, hanem még számos természeti erő, melyek nincsenek kihasználva, mert a lakott helyektől igen messze fekvő pontokon vannak, minden irányban szét fogja árasztani a lóerők ezreit és millióit, melyek hatásképessége jelenleg felhasználatlanul vesz kárba. Lássuk most a már megvalósított kísérleteket, melyek arról tanúskodnak, hogy az erő elektromos átvitele nem maradt az elméleti lehetőség állapotában. Mondottuk már, hogy 1873-ban, a bécsi közkiállításon egy tudós franczia, H. FONTAINE, először alkal-
mazta a megfordíthatóság elvét. Ezután következett az elektromosságnak a mezei munkákra való alkalmazása, melyet FÉLIX Sermaize-ban és MENIER Noisiel-ben valósított meg, az elektromos vaspályák és közúti vasutak berendezése Berlinben SIEMENS-től, s végre a nemzetközi elektromos kiállításon mind az a sokféle alkalmazás, mely fölött most rövid szemlét fogunk tartani.
2. Elektromos szántás s egyéb mezei munkák.
1879 május havában FÉLIX, Sermaizei czukorgyári gazdaságában (Marne départ.) érdekes kisérletet tett. A kísérlet tárgya az elektromossággal való szántás volt, és pedig olyan átvitel-rendszerrel, mely az elektromos áramot s erőt a gyárból a kísérlet színhelyére vitte át. Az elfogadott berendezés ím ez volt.
A mozgatandó eke megfordítható kettős eke volt, melynek mindegyik oldalán három vasa volt; szóval, hasonlított a gőz-szántásnál használt ekékhez. Az aczél-kötél, mely az ekét húzta, a hasítandó barázda két végén elhelyezett két hengerkerék egyikéről letekerődzött, másikára pedig feltekerődzött. A négykerekű kocsikon, melyek a hengerkerekeket tartották, Gramme-gépek voltak, és pedig mindegyik kocsin kettő, melyeket a czukorgyárból útnak indított áram hajtott; a gyárban másik két Gramme-gép volt, melyeket a gőzgép hajtott, s a melyek mindegyik hengerkerékkel 30–40 négyszögmilliméternyi keresztmetszetű két dróttal voltak összekapcsolva. A hajtógépek mozgása a két hengerkerékkel a következő módon közlődik: mindegyik kocsin a középső tengely egyik végén egy dob van, melyet a gépeken forgó súroló-dobok surlódása hajt; a másik végén két fogaskerék van, egyikök a hengerkerékbe kapaszkodik, másikuk pedig a kocsikerekek tengelyét hajtja. Midőn a barázda az egyik irányban meg van húzva, az áramot egy kommutátor segítségével a második hengerkerék Gramme-gépeibe vezetik, mely hengerkerék most az ekét a másik irányban húzza. Végre, midőn a kettős barázda már meg van vonva, a gépeknek a középső tengely második fogaskerekére való hatása miatt maguk a kocsik előre tolódnak. Az ezen kísérletnél nyert eredményekre nézve, BARRAL nyomán * a következő részleteket közöljük. "Rendes körülmények között, úgymond, a gyár hajtó-gépeire harmincz lóerőt számítanak; az eke húzására tizenöt lóerőt egészen két kilométernyi távol-
* Conférence sur les applications de l'ectricité à l'agriculture, octobre, 1881.
ságra lehet átvinni. Az erő kihasználása tehát 100 után 50-et tesz, de a, távolsággal kisebbedik s 5 vagy 6 kilométernél 100 után már csák 40-re megy. E tekintetben még nagy haladást kell tenni; tökéletesebb szigetelők alkalmazása a megoldandó feladatok egyike. Egyébiránt, midőn a birtok-művelés terjedelme megengedi, bátran lehetne hatalmasabb készülékeket is alkalmazni; ilymódon a tanya középpontja körül több kilométernyire lehet körülmenni. Önök könnyen belátják, hogy eke helyett boronákat, nyomtatókat, kaszálókat, vető- és arató-gépeket, szóval mindazokat a készülékeket lehet a kötélbe befogni, melyeket a mezei munkáknál használnak. A szántógépek ára, beleértve a gyárbeli két Gramme-gépet, a két hengerkereket elektromos gépeikkel együtt, a húzó-köteleket s az 1 vagy 2 kilométerre számított réz-vezetőket, körülbelül 50,000 frank-ra rúg. Különben ezek a gépek mindenféle más czélra s szükség esetében elektromos világításra is szolgálhatnak."
502. ábra. – Az elektromos szántással való kisérlet, melyet Félix Sermaize-ben, 1879 május havában tett.
A sermaize-i eke, mint mondják, óránként 30–40 árt, naponként tehát 3–4 hektárt szánt fel, egy napra 10 munkaórát számítván. Az átvitelnek ugyanezt a rendszerét FÉLIX és CHRÉTIEN felhasználta a czukorrépa hordó hajók kirakodásánál s a vagonok berakodásánál, melyek a répát a gyárba szállították; ARBEY felhasználta két fűrész hajtására, mely
fűrészek közül az egyik, egy körfűrész, egész fatörzsökökből deszkákat fűrészelt, a másik, egy függélyes fűrész pedig fínomabb munkákat hajtott végre; PIAT felhasználta CHÉNOT egyik zúzó-művére, mely a kőbányákban alkalmaztatott, továbbá kőtörőkre s egy igen szellemes czölöp-kalapácsra. BARRAL, kitől eme részletek egy részét vesszük, még az elektromosságuak a centrifugális szivattyúkra való alkalmazását is felemlíti. "A szivattyú tengelyére, mondja BARRAL, dobot erősítenek, melyet a GRAMME-gépre szerelt súroló-csigák puszta surlódása hajt. Egy emeltyűvel, melyet könnyen lehet kézzel igazgatni, a tapadást fokozni vagy csökkenteni lehet, hogy a szivattyú sebessége gyorsuljon vagy lassuljon. Ezeket a nagy forgó-szivattyúkat jelenleg nagyon sokféle czélra használják: a tenger partjain, például az északi watteringhe-kben, * melyeknek talaja az ár színtje alatt van, kiszárításra használják; a déli vidékeken pedig öntözésre s a szőlőtövek víz alá való merítésére. A béziers-i kerületben DUMONT már tényleg szervezi a berendezéseket, hogy az elektromos erőátvitelt a szőlőtövek víz alá merítésére alkalmazza. Eme berendezések jó oldala szembetünő, ha meggondoljuk, hogy többé nem lesz szükséges, hogy mindegyik szivattyú mellé egy gőzgép szereltessék fel, s ha e mellett még megjegyezzük, hogy az elektromos gépekhez, miután erejöket egy középponti álló gépből merítik, alacsony nyomású mótorokat lehet használni s így a megkivántató tüzelő-anyag mennyiségét tetemesen le lehet szállítani."
Hogy az elektromossággal való szántásra vissza térjünk, fel kell még említenünk, hogy a szántásnak ezt a módját MENIER is, noisiel-i gyárában, megpróbálta. Itt a hajtó erő, mely az áramtermelő GRAMME-gépeket hajtotta, vízesés ereje volt, mely erő gazdasági szempontból természetesen sokkal jutalmasabb a gőz erejénél. Végtére is könnyű belátni, hogy az elektromos erő-átvitel, melynek némely alkalmazását az imént írtuk le vagy idéztük, leginkább azoknak az eseteknek felel meg, a melyekben a hajtó-erőt a természet szolgáltatja. Hogy ha ezt az erőt a gőz adja, jutalmas lesz azokban a gyárakban, melyek fölös erővel rendelkeznek. Jutalmas lesz még azokban a gyárakban is, melyekben a gépek munkája félbenhagyó lévén, nagyon is fontos, hogy a gépek a szünetek időszakában is kihasználtassanak.
* A tengertől visszafoglalt művelt területek Flandriában, Ostende, Dünkirchen és Calais környékén. Ford.
694
3. Elektromos vaspályák és közúti vasutak. Az elektromos erő-átvitel alkalmazásai között a legérdekesebbek és talán a legfontosabbak egyike az, mely egy vagy több vagonnak a vaspálya vagy közúti vasut sínein az elektromossággal való mozgatásában áll. Az első e fajta kisérletet a berlini SIEMENS-nek köszönhetjük. Az 1879-ben Poroszország fővárosában megtartott kiállítás egész ideje alatt az elektromos vasutak első rendszere igen kielégítő módon működött. A vonat egy négykerekű kicsiny lokomotivból állott, mely hatülőhelyű és szintén négykerekű három kocsit vontatott. A mótor SIEMENS-féle folytonos áramú gép volt, mely a kerekek szintje fölött volt elhelyezve. Az áramok a tekercsbe a GRAMME-féle gyűjtőkhöz hasonló egy pár seprő révén jutottak, mely seprők egy középső sínt, azaz egy, a vasut közepe mentén a földre fektetett és talpfákkal szigetelt vasrudat folytonosan súroltak. Ez a sín állandó összeköttetésben volt az áramtermelő géppel, melynek típusa ugyanaz volt, mint az előbbenié s a melynek másik sarka fémies összeköttetésben volt a másik két közönséges sínnel. Miután az áram a vontató kocsi tekercsére hatott s ezt megindította, a kerekeken s a síneken át visszatért. Egyébiránt a vagonok valamennyi kerekei, épen úgy mint a lokomotiv kerekei, rézdrótokkal közlekedtek egymással. A gép kalauza fent ült s a balkezében rendelkezésére állott egy kommutátor, mely lehetővé tette, hogy vele az elektromos közlekedést helyreállítsa, azaz a vonatot megindítsa, vagy megszakítsa, hogy a vonat megálljon. Ez utóbbi esetben a jobb kezével egy kézi-fékezőt kezelt, mely a vontató kocsi első kerekeit fékezte s a vonat megállását elősegítette. Az első kísénletnól a sebesség másodperczenként 2–3.5 métert ért el s a kifejtett munka (bele nem számítva a gép vontatására megkívántató munkát) 2–3.5 lóerőre rúgott. Két évvel később SIEMENS és HALSKE egy új berendezósű kicsiny elektromos vasútat nyitottak meg a középponti katonaképző intézet éa Lichterfelde, a berlin-anhalti vaspálya állomása között 2450 méternyi összes távolságon át. Ennél az új rendszernél a középső sín el van hagyva s vezetőkül maguk a vaspályasínek szolgálnak; szükséges volt tehát, hogy e sínek a tartó talpfákkal való érintkezésen kívül, a talajjal minden énintkezéstől el lettek légyen szigetelve. Az elektromosságot termelő gép sarkaitól földalatti kábelek indulnak ki s az áramot a sínekbe vezetik, a honnét a lokomotiv-gépbe megy át. Ez az utóbbi nem egyéb egy közönséges közúti-vaspályakocsinál, úgy hogy nincsenek többé, miként a berlini kiállításon, külön vontató-kocsik és külön kocsik az utasok számára. Az utasok, szám szerint 26-an, a kocsi belsejében levő helyeket foglalják el. A járómű két kerék-párja közé van elhelyezve a SIEMENS-gép, mely eme kerekeket hajtja; a tekercs tengelyére egy dob van ékelve, melyre két hajtó kötél van vetve, mely kötelek a számukra a kocsi ugyanazon az oldalán levő kerekek kerületén fentartott kanimákra tekerődznek, úgy hogy mind a két keréktengely egyszerre indul meg. A mi az áramot illeti, ez a következő módon jut a termelő géptől a vaspálya-kocsi gépébe. Láttuk, hogy a sínek vezetőkül szolgálnak; ennélfogva a fémkerekek közvetetlen érintkezése az áramot eme kerekek kerületére s innét, fémszalagok közvetésével, egy hengeres dobozra viszi, mely dobozra a géppel összekötött gyűjtőseprők állandóan rászorulnak. A kalauz a kocsi mindkét végén egy kommutátort kezel, a melylyel a kocsit megindíthatja vagy megállíthatja. Az elektromos vaspálya gépkocsijának teljes súlya, beleszámítva az utazók maximális számát, 4800 kilogrammra rúg; a kocsinak óránként 20 kilométernyi előírt középsebességgel kell mennie, de vízszintes vonalon 35–40 kilométert is elérhet, s ez esetben a hajtó gép, mely 500 kilogrammot nyom, 5.5 lóerőnyi munkát fejt ki. A lichterfeldei elektromos vaspálya ezen új rendszerénél SIEMENS és HALSKE, mint az imént láttuk, oda- és vissza-vezetőkül a vaspálya síneit alkalmazhatták. Ezek a VIGNOLE-rendszerű sínek nem feküsznek a talajon, melytől egyébiránt talpfákkal vannak elszigetelve. De az áramtermelő álló gépnek a kocsi hajtógépével való közlekedése már nem alkalmazható akkor, midőn olyan vaspályákról van szó, melyeknek közutakat kell át vágniok, a melyeken minden pillanatban közönséges kocsik, lovasok és gyalogosok járnak át. S valóban, SIEMENS testvérek eredetileg levegőben vezetett vonalra kértek engedélyt; az ilyen vonal az e nembeli vas-pályákra nézve a legészszerűbben oldaná meg a nehézségeket: a vezető sínek elszigetelése a lehető legtökéletesebb lehetne, s az egy-emeletnyi magasságban vezetett vonal semmikép sem zavarná a közforgalmat. De mivel a kért engedély megtagadtatott, a feltalálóknak olyan talajmenti vonalon kellett kísérletet tenniök, mely a közforgalomtól csak úgy volt elszigetelve, mint a többi vaspályák. Később mégis kaptak engedélyt, de megint csak a talaj mentén, egy közuti elektromos vasut kiépítésére Charlottenburg és Spandau között. E végből a gépek egymással való elektromos közlekedésének létrehozására külön berendezést kellett kigondolniok. Ez a berendezés egy mozgó érintkeztetőben, egy kicsiny kocsiban áll, mely kocsi a levegőben vezetett, s a telegráfdrótok módjára póznáktól tartott vezető-dróton gördült tova. Ez a drót az áramvezetésnél mint oda-vezető szerepelt, a sínek pedig mint vissza-vezetők.
503. ábra. – Az elektromos kiállítás közúti vaspályája; Siemens rendszere.
Elvégre is ez az a berendezés, melyet arra a közuti elektromos vasutra nézve elfogadtak, a melyet az elektromos kiállítás látogatói 1881-ben a Place de la Concorde s a Palais de l'Industrie keleti bejárata között közlekedni láttak. De mivel a sínekkel nem lehetett az áramot visszavezetni, mert nem volt lehetséges a síneket a talajtól elszigetelni, az elektromos közlekedés létrehozására levegőben felfüggesztett két vezetőhöz s két mozgó érintkeztetőhöz kellett folyamodni. Ezek a vezetők sárgarézcsövek valának, a melyek farudaknak két oldalára voltak erősítve; a farudakat a póznák mentén a függő-hidak köteleihez hasonló kötelek tartották. A csövek belsejében egy sárgaréz-darab, olyan vetélő-féle futott, a melyből lefelé két függélyes pálczika nyúlt ki; e pálczikákon egy kereszt-pánt csúszott, mely el volt látva egy, a csövek kerülete felső részének neki támaszkodó súrolócsigával. Egy hosszmenti rés lehetővé tette, hogy ez az érintkeztető-rendszer a vezetők hossza mentén futhasson. Mindegyik érintkeztetőből egy szigetelt drót indult ki, mely a hajtó-gép sarkához kapcsolódott. Ez a gép, mint a lichterfeldei vagonokban, a kocsi kerekei között volt elhelyezve s forgó mozgását a kerekekkel egy GALLE-féle lánczczal közölte. A pálya hossza körülbelül 500 méter volt, mely utat a kocsi átlag 2 percz alatt, vagy mondjuk óránként 17 kilométernyi sebességgel futotta be. De mehetett volna négyszerte sebesebben is. Midőn a benne elférő 50 utassal teljesen meg volt rakodva, körülbelül 9000 kilogrammot nyomott. A pályának két feltünő görbülete volt; az egyiknek sugara 55 méter, a másiké pedig 30 méter volt, s az útnak egy bizonyos részén méterenként 2 centiméter emelkedés is volt. A gép kifejtette munka az egyenes vízszintes pályán egyre-másra 3.5 lóerő volt, mely munka a görbületeken 7.5 lóerőre, az emelkedésen pedig 8.5 lóerőre emelkedett. Ez oknál fogra sebesség-szabályozó kellett. Erre a czélra a kalauz egy rheostat fogantyújával rendelkezett, a melylyel tetszése szerint kellő ellenállásokat igtathatett az áramkörbe. Ugyanehhez az eszközhöz nyúlt kevéssel az előtt a pillanat előtt is, a melyben; az áramkör megszakításával, a kocsit meg akarta állítani.* * "A sebesség-szabályozásnál fellépnek azok a tünemények is, melyeket FRÖHLICH és SIEMENS egymással összekapcsolt két gépre vonatkozólag jelzett, amely gépek közül az egyik mint áramtermelő, a másik pedig mint áramfelfogó működik. Midőn az elektromos lokomobil sík területen magára van hagyva, midőn tehát az ellenállás a húzó erővel szemben csekély, sebessége gyorsul egészen addig a pillanatig, a melyben a termelő-gép árama s a felfogó-gép ellenárama közötti különbség állandóvá vált; ekkor a kocsi sebessége egyenletes. Midőn partnak [emelkedőnek] kell menni és nagyobb erőt kell kifejteni, a sebesség mindaddig fogy, míg az ellenáram egy bizonyos fokig legyengül, s míg közötte s a termelő-gép árama között bizonyos különbség áll helyre." "E pillanatban a sebesség szintén egyenletessé lesz. Ha végre a kocsi völgynek megy, s ennélfogva új hajtó erő keletkezik, a melynek iránya megegyezik az áram előidézte erő irányával, az ellenáram erőssége nő s bizonyos határponttól kezdve mintegy fékező módjára működik, mert a lokomobil gép most inkább mint áramtermelő működik s visszahat az álló gépre." "Az erőnek két dinamoelektromos géppel való átvitelénél a közbetett vezetők ellenállása jelentékeny szerepet játszik, s a munka-siker csak akkor lesz kielégítő, ha ez az ellenállás nem haladja tél a gépek ellenállását. Mindenütt egyforma síneken haladó elektromos vaspályánál ez az ellenállás abban a mértékben, a melyben a lokomobil az áramtermelő géptől távolodik, folytonosan nő: tehát módját kellett keresni, hogy az ellenállásnak bizonyos határon való túllépése megakadályoztassék. A nem igen hosszú pályáknál, mint a lichterfeldeinél is, a sínek keresztmetszete elég nagy arra, hogy az ellenállás sohase váljék igen nagygyá. Ha azonban nagyobb távolságot kellene befutni, a vezetőképességet könnyen lehetne növelni és pedig akár a sínekhez oldalvást illesztett vezető-szalagokkal, akár pedig oly módon, hogy a sínek, miként ez a levegőben vezetett vaspályáknál tervezve is volt, hosszmenti vasgerendákra lennének lerakva, s e vasgerendák is vezetőkül használtatnának fel. De a feladatot más módon talán még jobban lehetne megoldani, ugyanis a vezetők ellenállásának csökkentése helyett inkább a gépek drótjának ellenállását kellene növelni. Ekkor aztán csak a gépeket kellene a kocsitól befutandó távolságnak megfelelőleg szerkeszteni. (A. GUÉROULT, Lumière electrique, juillet 1881.) Az imént felhozott kísérletekből kitűnik, hogy a közuti vaspályák kocsijainak elektromossággal való húzása alkalmasnak látszik arra, hogy a gyakorlatban tért foglaljon. A kérdés gazdasági oldalát persze nem feszegetjük. Nagy városokban, különösen ott, hol lehetséges a pályákat a levegőben vezetni, a közlekedés eme módjának kétségen kívül nagyon jó oldalai lesznek. A gőz hajtotta lokomotivoknak álló géppel való helyettesítése, a mi a tűznek s a tüzelő-anyagnak útközben való használatát megszünteti, minélfogva a gőz, a füst s a szénsalak-por is elmarad, ugyanegy csapással elfogja hárítani mindazokat a bajokat, melyek a közönséges lokomotivoknak a városok belterületén való közlekedését mindekkoráig megakadályozták. Eme jó oldalok a földalatti vasutak elektromos vontatásánál még szembetünőbbek volnának. Ebben az esetben az áramtermelő gép a nagy tárnák megvilágítására okvetetlenül megkívántató fényt is előállíthatná. SIEMENS testvérek rendszerüknek a sürgönyök és a posta-csomagok szállítására való alkalmazását is ajánlották. Azonban 1879 augusztus havában CH. BONTEMPS franczia elektrikusnak ugyanez a gondolata támadt, s akkoriban az Administration des Télégraphes udvarában, MARCEL DEPREZ igazgatása alatt, egy kicsiny elektromos posta-vaspályával tettek kísérleteket; az elektromos lokomotivnak, melyet DEPREZ erre a czélra szerkesztetett, a párisi csatornákban kellett volna közlekednie. Az elektromos postának ez a tervezete, melyet abban hagytak, megérdemelné, hogy újra felkarolják. DEPREZ elektromos lokomotivja a kiállításon is szerepelt, úgyszintén a SIEMENS testvérek kicsiny posta-vonata is, mely egy négykerekű kocsira szerelt SIEMENS-féle hajtó-gépből állott. Ez a gép az áramot a síneken s a kerekeken át kapta, s maga után húzta a sürgönyöket tartalmazó fémszekrényeket, melyek szintén kerekekre voltak szerelve. DEPREZ számításaiból kitűnik, hogy 12 lóerő elegendő volna a sürgönyöknek Páris egész földalatti hálózatában való szállítására; jelenleg ugyanaz a munka, melyet a pneumatikus posta végez, 120 lóerőt emészt. E szakasz befejezéseül az elektromosságnak a vaspályák vontatására való még egy érdekes alkalmazását fogjuk felemlíteni, jóllehet, itt már nem az erőnek távolságra való átviteléről van szó. P. Duchesne Fournet nagy vászonfehérítő gyárának, Le Breuil-en-Auge-ban (Calvados), kicsiny vaspályája van, mely arra való, hogy a vásznakat a kiterítő helyre, hol naponta a nap hatásának vannak kitéve, odavigye s onnét ismét visszahozza. A lokomotivot egy SIEMENS-féle megfordítható járású dinamo-elektromos gép hajtja; ez a gép az áramot FAURE-féle akkumulátoroktól kapja, a melyek a lokomotivhoz kapcsolt szerkocsiban vannak elhelyezve. A kalauz egy áramváltó fogantyúját igazgatva, a vonatot az egyik vagy másik irányban tetszés szerint megindíthatja, a sebességét szabályozhatja, vagy még a mótort egy hengerkerékkel hozhatja kapcsolatba, mely hengerkerék a fűre terítgetett vásznak felszedésére szolgál. Az akkumulátorokat ugyanannak a GRAMME-gépnek az árama tölti meg, mely a gyárat világítja. * 4. Az elektromos erő-átvitel alkalmazása a bányákban. Az elektromos gépeket az érczek s a kőszén kihozására a bányászatban is kezdik alkalmazni. Az elektromos erő-átvitel ezen alkalmazásának példájaképen azt a berendezést fogjuk idézni, melyet Peronnière bányáiban CHAROUSSET és BAGUE mérnökök csináltak. A feladat ez volt: egy hengerkereket, mely a bányában 555 méternyi mélységben egy csapás elején volt elhelyezve, úgy kellett hajtani, hogy a megtöltött szenes kosarak 40 méterrel feljebb, a szállító-aknák egyikének szállító-vonala szintjéig emeltessenek. Egy MEYER-féle vízszintes gőzgép egy másik, a hengerkeréktől 1200 méternyire fekvő aknán kívül volt elhelyezve; ez a gép két GRAMME-gépet két csiga segítségével akképen hajtott, hogy e csigák komprimált papirosból készült s mindegyik gép tengelyének végeire szerelt súroló dobokra surlódással hatottak. A két áramtermelő gépnek forgás-sebessége perczenként 1300 fordulat. Két másik GRAMME-géphez, melyek a bánya belsejében a hengerkerék mellett vannak elhelyezve, az előbbeni gépek termelte áramot két kábellel vezették, mely kábelek mindegyik párra nézve a termelő gép s a hajtó gép különnevű sarkait kötötték össze. * A kábelek * Az elektromos vaspályákra nézve l. még az elektromos vasutakról, Természettudományi Közlöny, p. 158. Ford. mindegyike egészen tiszta rézből készült 1 milliméter átmérőjű 16 drótból állott. A hajtó gépek forgás-sebessége a termelő gépek sebességének 0.6 és 0.9 része között változik. Ily körülmények között a hengerkerék egész 400 kilogramm súlyú 4 szénkosarat 160 másodpercz alatt képes felhúzni, miközben másodperczenként 400 méterkilogrammnyi haszoneredményt fejt ki, mert a magasság 40 méter. Minthogy a gőzgép 1530 méterkilogrammnyi munkát fejt ki, a tényleges munka-siker 100-tól 26-ot tesz. De ha a hajtó GRAMME-gépek visszaadott elektromos munkáját a termelő gépekhez viszonyítjuk, a visszaadott munka 100-tól 61-re rúg. A mérnökök, kik ezt a berendezést csinálták, az első hat hónap alatt tett észleletekből vont következtetést a következő szavakban foglalják össze: Ugy hisszük, hogy az erő-átvitelre (bányákban) alkalmazott elektromosság a munka-siker, a berendezés költségei, főképen pedig a fentartási költségek szempontjából a komprimált levegőt s a mechanikai szállítást sikeresen helyettesítheti, és pedig leginkább a következő esetekben: "1. Midőn a bányában nincs sok bányalég; "2. Midőn az elektromosság forrása s a hajtógép közötti távolság nagy; "3. Midőn a tárnák, melyekben az áttevő részeket, mint például a köteleket, a csöveket, a lánczokat, el kell helyezni, girbe-görbe menetűek, s különösen a midőn az áttétel lerakására csak a tárnák s a vak aknák derékszög alatt összetalálkozó sorával rendelkezünk." Még több példát is idézhetnénk a mótorokká átalakított hatalmas áramtermelők eme szép és új alkalmazására, melyet a folytonos áramú GRAMME-gépek feltalálása tett lehetővé. E végből elegendő volna, ha arra emlékeztetnénk, mit a Palais de l'Industrie látogatóinak a nemzetközi elektromos pompás kiállítás alkalmával alkalmuk volt megcsodálni. Itt a láthatatlan erő hajtotta gépeknek és mindenféle szerszámoknak nagy sokasága, esztergák, gyaluló-, hajlító-, szövő-, beszegő-, varró- stb. gépek szünet nélkül dolgoztak. De e tárgyra vonatkozólag szólanunk kellene egy más kérdésről, mely az erő-átvitel kérdésével összefügg s a melyre, ha majd az elektromos világítás nagyszámú készülékeit leírtuk, még vissza fogunk térni: e kérdésen az elektromosság szétosztását értjük. Mindazonáltal már most megjegyezhetjük, hogy Bajorországban, a münchen-miesbachi vonalon nagyon kevéssel ez előtt * végrehajtott kisérletek megerősítették MARCEL DEPREZ számításait. Az erő-átvitel két azonos GRAMME-gép között, melyek egy 4.5 milliméternyi átmérőjű galvánozott vasdróttal voltak összekötve, 40 perczentnél kisebb veszteséggel történt. A két állomás távolsága 57 kilométer volt. * Az 1882-iki müncheni elektromos kiállítás alkalmával. (Ford.)
** A vezetők drótjainak tökéletes elszigeletése igen fontos. A felhoztuk esetben a szigetelés ily módon készült: a drótokat először két paraffínozott gyapotréteggel, azután egy 5 milliméter vastagságú guttapercsa-réteggel, továbbá két szőrös vászontekercscsel s végre egy igen vastag kátrányos gyapot-tekercscsel vonták be. Hogy a gyapot-burkolatot a nedvességtől s a meleg gázoktól megóvják, CHAROUSSET és BAGUE a kábeleket nagyon ragadós s igen jól szigetelő anyaggal vonták be, mely anyag 57 rész norvégiai kátrányból, 38 rész gyantából s 5 rész faggyúból állott. Ez az utóbbi óvatosság csak ott szükséges, hol a vezetők nedves helyekre vannak lerakva.
** De épen ez a kisérlet nyilvánvalóvá is tette a fentebb (690. l.) említettük nehézséget, melylyel a DEPREZ elméleti eredményeinek megfelelő nagy feszültségű gépek szerkesztése jár. A gépek esténként két héten át dolgoztak, de ezen idő után a miesbachi gép fel is mondotta a további szolgálatot. A kiállítás látogatói könnyű szerivel meggyőződhettek az e fajta gépek elektrostatikai nagy hatásáról, a kik a gép körül levő vaskorláthoz értek, elektromos ütéseket kaptak. (Ford.)