V. Towarzystwo Kwasu Azotowego
V. 3. Kariera kondensatorów Mościckiego. Początek sławy
Początek sławy
Głośnym echem w specjalistycznej literaturze poświęconej elektrotechnice odbiły się, przeprowadzone w uniwersyteckiej sali laboratoryjnej we Fryburgu, demonstracje sztucznych wyła-dowań elektrycznych, przypominających zjawiska atmosferyczne występujące podczas burz. Wydarzenie to miało miejsce w 1905 r.
podczas Kongresu Elektrotechnicznego. Autorem tego głośnego, także w sensie dosłownym, wystąpienia był Ignacy Mościcki. Pra-gnął zaprezentować na Kongresie swój najnowszy wynalazek, czyli bezpieczniki chroniące linie przesyłowe, a także inne urządzenia elektryczne, przed skutkami gwałtownego wzrostu napięcia. Takie chwilowe wzrosty napięcia, nazywane w języku technicznym prze-pięciami, szczególnie niebezpieczne były dla linii energetycznych i elektrowni, powodując częste uszkodzenia transformatorów w stacjach rozdzielczych.
Mościcki nie mógł sobie odmówić przyjemności poglądowego wyjaśnienia idei swego wynalazku, co wszakże pozostawało w zgo-dzie z jego talentami manualnymi i praktyką asystencką. W celu stworzenia sztucznych piorunów miał do dyspozycji transformator
V. Towarzystwo Kwasu Azotowego
o mocy 30 watów i napięciu 60 kV oraz dużą baterię kondensato-rów, dostarczoną przez fryburską fabrykę. Dzięki takiemu wyposa-żeniu zdołał wywołać potężnie grzmiące wyładowania elektryczne, jakich nikt wcześniej nie był w stanie wygenerować z proste-go powodu braku odpowiednich kondensatorów technicznych.
O efektach akustycznych tego doświadczenia pisał później Mościc-ki w Autobiografii: „TrzasMościc-ki piorunowe były tak głośne, że trudno było ich słuchać w czasie kilkusekundowych wyładowań. Bo o ile piorun naturalny działa na słuch podczas milionowych części se-kundy, to moje pioruny powtarzały w czasie sekundy sto bardzo mocnych trzasków”.
Posługując się spektakularnymi doświadczeniami zilustrował mechanizm powstawania napięć indukowanych w sieci przesyło-wej pod wpływem zjawisk atmosferycznych; przede wszystkim jednak zaprezentował i udowodnił skuteczność bezpieczników własnej konstrukcji. Na prośbę uczestników Kongresu musiał Mo-ścicki powtórzyć swój referat i eksperymenty, a obszerna sala także tym razem nie mogła pomieścić wszystkich zainteresowanych.
Ten pokaz wraz z referatem przyniósł mu sławę eksperta w zakresie elektrotechniki. Dostawał wiele listów z prośbą o wyja-śnienie rozmaitych zjawisk, obserwowanych przez badaczy zajmu-jących się w Szwajcarii tą dziedziną wiedzy. Odpowiadał na listy chętnie i nie bez pewnej satysfakcji. Naukę o elektryczności uważał już podczas studiów za najciekawszy dział fizyki. Późniejszy jego współpracownik we Lwowie – inżynier Kazimierz Drewnowski tak na ten temat napisał: „I tak wszedł w dziedziny wysokich napięć, w których gdyby pozostał, odegrałby niewątpliwie rolę pierwszo-rzędną”. Ale Mościcki nie mógł pozostać przy tej tematyce dłużej niż to było niezbędne do skonstruowania pieca zapewniającego do-brą wydajność syntezy kwasu azotowego z powietrza i wody.
Wynalezione przez niego bezpieczniki stanowiły układ elek-tryczny, zbudowany ze szklanych kondensatorów i cewek indukcyj-nych. Ich produkcję podjęła natychmiast Fabryka Kondensatorów we Fryburgu. Ponieważ na jej rzecz Mościcki cedował swoje pomy-sły elektrotechniczne, bezpieczniki jego konstrukcji były później
powszechnie znane pod nazwą wentyli Gilesa (od nazwiska dyrek-tora fabryki). Jako pierwsza wentyle Gilesa zainstalowała w swoich urządzeniach duża elektrownia wodna w Hauterive, zaopatrująca w energię cały Fryburg. Już w 1903 r. wmontowano tam na próbę bezpieczniki kondensatorowe na dwóch głównych liniach przesy-łowych o długości kilkudziesięciu kilometrów. Przyniosło to bardzo dobre efekty. Podczas gdy na innych liniach powstawały uszkodze-nia na skutek przepięć indukowanych w czasie częstych burz, linie wyposażone w bezpieczniki działały bez szwanku. Niebawem za przykładem Hauterive poszły inne elektrownie w Szwajcarii, na-stępnie we Francji i innych krajach europejskich.
Kondensatory Mościckiego, nadające się do pracy w obwodach prądu zmiennego o dużej częstotliwości i wysokim napięciu, oka-zały się bardzo przydatne w radiotelegrafii. Był to wówczas dział techniki, który dopiero rozpoczynał swoją późniejszą karierę. Tym niemniej już na bardzo wczesnym etapie doceniano jego strate-giczne i wojskowe znaczenie. Było to zrozumiałe, ponieważ wszel-kie postępy w zakresie wytwarzania i odbierania fal elektromagne-tycznych oznaczały wydatne usprawnienie łączności. Dlatego też nowymi kondensatorami niemal od razu zainteresowała się szwaj-carska armia. Zainstalowane w obwodach oscylacyjnych stacji na-dawczych pozwalały na uzyskiwanie znacznie silniejszych sygna-łów niż wszystkie wcześniej stosowane urządzenia. Potwierdziły to próby techniczne: w 1905 r. w wojskowej stacji radiotelegraficznej we Fryburgu udało się drogą radiową nawiązać połączenie z inną stacją, znajdującą się w Rigi Kaltbad. Była to w linii prostej odle-głość około 130 km.
Postęp dokonywał się szybko. Baterie kondensatorów szkla-nych Mościckiego zastosowano w 1907 r. w doświadczeniach „te-legrafu bez drutu”, przeprowadzonych w Paryżu. Udało się wów-czas po raz pierwszy na świecie nawiązać łączność bezprzewodową na znaczną odległość. Sygnały nadawane z wieży Eiffla zostały odebrane przez załogę statku „Klèber”, odbywającego rejs po Mo-rzu Śródziemnym.
V. Towarzystwo Kwasu Azotowego
Kondensatory systemu Mościckiego niezawodnie służyły w radiostacji zamon-towanej na wieży Eiffla przez cały okres I wojny światowej i później. W okresie międzywojennym, gdy odkryto możliwość zastosowania innego materiału dielektrycz-nego niż kruche i ciężkie szkło, konden-satory Mościckiego straciły na znaczeniu.
W latach dwudziestych XX wieku wyparły je kondensatory papierowe Fischera. Papier nasycony bakelitem nie tylko był wygod-niejszy w użyciu, wykazywał ponadto więk-szą odporność na przebicie, co miało istotne znaczenie dla poszerzenia granicy użytko-wania w zakresie wysokich napięć.
Technika wysokich napięć fascynowała Mościckiego nie tylko w aspekcie konden-satorów. Eksperymenty z łukiem elektrycz-nym podsuwały mu pomysły dotyczące możliwości prostowania prądów zmiennych, co miałoby bez wątpienia wielkie znaczenie
praktyczne. Obserwacje naprowadziły go na myśl skonstruowa-nia prostownika tarczowego. Zasadą budowy tego prostownika było spostrzeżenie, iż prąd znacznie łatwiej przepływa z metalo-wego ostrza do płytki przewodnika, natomiast trudniej z płytki do ostrza. Dlatego też w rurce z izolatora umieścił metalową tarczę i w małej odległości od niej – ostro zakończony pręt metalowy.
Taki prostownik włączony do obwodu prądu zmiennego powo-duje, iż prąd przepływa efektywnie tylko w jednym kierunku (z ostrza do tarczy).
Mościcki myślał również o skonstruowaniu kondensatorów dla obwodów o niskich napięciach. Kondensatory szklane okazały się do tego mało przydatne. Pracowały niekiedy w tych warunkach, ale tylko po przetworzeniu napięcia przez transformator. Była to niedogodność, która praktycznie je eliminowała. Wraz z Janem
Bateria kondensatorów zainstalowana na Wieży Eiffla w Paryżu
Modzelewskim przystąpił więc do badań nad konstrukcją innego typu kondensatora, optymalnego dla niskich napięć. Zakończyło się to w 1906 r. przyznaniem patentu na dwa nazwiska. Seryjną produkcję tego wynalazku podjęła Fabryka Kondensatorów we Fryburgu i już po roku od przyznania patentu nowy model trafił na rynek.
W 1906 r. kondensatory Mościckiego zostały po raz pierwszy pokazane na światowej wystawie w Mediolanie. Spotkały się z du-żym uznaniem ze strony fachowców. Przypadły im w udziale cenne trofea w postaci honorowych dyplomów i złotego medalu.
Sukces VI.
metody Mościckiego
G
dy problem kondensatorów został już z powodzeniem rozwią-zany i można było je zastosować do konstruowania obwodu łuku elektrycznego o parametrach, które wydawały się optymalne dla przeprowadzania syntezy tlenków azotu, Ignacy Mościcki po-wrócił do tego tematu. Po wielu eksperymentach i obliczeniach, mających na celu jak najlepsze wykorzystanie energii elektrycznej, zastosował układ cewek i kondensatorów technicznych najnow-szej generacji, przystosowanych do wysokich napięć. Wszystkie próby wypadały pomyślnie i niebawem metoda produkcji kwasu azotowego była szczegółowo opracowana do końca i sprawdzona w laboratorium. Nadszedł wreszcie etap wdrożenia tej metody na większą skalę.Budowa prototypowej fabryki zbiegła się w czasie z wybuchem wojny rosyjsko-japońskiej. Obydwa te wydarzenia były dla Moś-cickiego bardzo emocjonujące, co znalazło wyraz w Autobiografii:
„Próbną fabryczkę postanowiono umieścić w dużej fabrycznej hali w Vevey. Budowa jej przypadła w okresie wojny rosyjsko-japoń-skiej 1904/5, która w razie klęski wojsk rosyjskich dawała trochę nadziei polepszenia się stosunków, w jakich naród polski w zaborze rosyjskim pozostawał. Z tej racji byłem w stanie podniecenia odry-wając się nieraz od ważnych zajęć w celu przejrzenia prasy”.
Mościcki osobiście nadzorował wszystkie prace montażowe.
Finansujący przedsięwzięcie udziałowcy Société de l’Acide Nitrique ustawicznie przy tym asystowali, co nie ułatwiało budowy; byli
w dodatku niecierpliwi i przynaglali do jak najszybszej ekspertyzy technicznej i ekonomicznej. Z tego powodu rozruch zmontowanej już całkowicie instalacji nastąpił zbyt wcześnie, kiedy nie wszyst-ko było dokładnie sprawdzone. Fabryczka ruszyła. Zgromadzeni w hali eksperci i liczni goście podziwiali pracę urządzeń działają-cych bez zarzutu. Trwało to około 20 minut, po czym nastąpiły piorunowe grzmoty i błyskawice, spowodowane wyładowaniami elektrycznymi pomiędzy częścią instalacji a ziemią. Zapanowa-ła panika. Wszyscy rzucili się do ucieczki. Ruch fabryczki został wstrzymany. Przebudowa pieca zabrała jeszcze około dwóch mie-sięcy.