Часы без завода

Мы уже описывали раньше (стр. 111) часы без завода - вернее, без намеренного завода,- устройство которых основано на переменах в давлении атмосферы. Опишем теперь подобные же самозаводящиеся часы, основанные на тепловом расширении.

Рис. 82. Часы, которые заводятся сами собой

Механизм их изображён на рис. 82. Главная часть его - стержни Z₁ и Z₂, сделанные из особого металлического сплава с большим коэффициентом расширения. Стержень Z₁ упирается в зубцы колеса X так, что при удлинении этого стержня от нагревания зубчатое колесо немного поворачивается. Стержень Z₂ зацепляет за зубцы колеса Y при укорочении от холода и поворачивает его в том же направлении. Оба колеса К насажены на вал W₁, при вращении которого поворачивается большое колесо с черпаками. Черпаки захватывают ртуть, налитую в нижний жолоб, и переносят в верхний; отсюда ртуть течёт к левому колесу, также с черпаками; наполняя последние, ртуть заставляет колесо вращаться; при этом приходит в движение цепь КК, охватывающая колёса К₁ (на общем валу W₂ с большим колесом) и К₂; последнее колесо закручивает заводную пружину часов.

Что же делается с ртутью, вылившейся из черпаков левого колеса? Она стекает по наклонному жолобу R₁ снова к правому колесу, чтобы отсюда опять начать своё перемещение.

Механизм, как видим, должен двигаться, не останавливаясь, до тех пор, пока будут удлиняться или укорачиваться стержни Z₁ и Z₂. Следовательно, для завода часов необходимо только, чтобы температура воздуха попеременно то повышалась, то понижалась. Но это именно и происходит само собой, не требуя забот с нашей стороны: всякая перемена в температуре окружающего воздуха вызывает удлинение или укорочение стержней, вследствие чего медленно, но постоянно закручивается пружина часов.

Можно ли назвать эти часы "вечным" двигателем?

Конечно, нет. Часы будут идти неопределённо долго, пока не износится механизм,- но источником их энергии служит теплота окружающего воздуха; работа теплового расширения накопляется этими часами по маленьким порциям, чтобы непрерывно расходовать её на движение часовых стрелок. Это - "даровой" двигатель, так как не требует забот и расходов на поддержание своей работы. Но он не творит энергии из ничего: первоисточником его энергии является теплота Солнца, согревающего Землю.

Рис. 83. Схема устройства самозаводящихся часов другого образца

Другой образчик самозаводящихся часов сходного устройства изображён на рис. 83 и 84. Здесь главной частью является глицерин, расширяющийся с повышением температуры воздуха и поднимающий при этом некоторый грузик; падение груза и движет механизм часов. Так как глицерин затвердевает лишь при -30° Ц, а кипит при 290° Ц, то механизм этот пригоден для часов на городских площадях и других открытых местах. Колебания температуры на 2° уже достаточны для обеспечения хода таких часов. Один экземпляр их испытывался в течение года и показал вполне удовлетворительный ход, хотя в течение всего года к механизму не прикасалась ничья рука.

Рис. 84. Самозаводящиеся часы; в цоколе часов скрыта трубка с глицерином

Выгодно ли по тому же принципу устраивать двигатели более крупные? На первый взгляд кажется, что подобный даровой двигатель должен быть очень экономен. Вычисление дает, однако, иной результат. Для завода обыкновенных часов на целые сутки нужно энергии всего около ¹/₇ килограммометра. Это составляет в секунду круглым счётом 600 000-ю долю килограммометра; а так как лошадиная сила равна 75 кгм в секунду, то мощность одного часового механизма составляет всего 45 000 000-ю долю лошадиной силы. Значит, если стоимость расширяющихся стержней первых часов или приспособления вторых оценим хотя бы в одну копейку, то капитальный расход на одну лошадиную силу подобного двигателя составит

Почти полмиллиона рублей на 1 лошадиную силу; пожалуй, дороговато для "дарового" двигателя.