Chaplins patentdestillationsapparat
Chaplins patentdestillationsapparat med ångpump för cirkulerande vatten ansluten var en tidig design av en förångare , en anordning för att producera färskvatten ombord på fartyg genom destillation av havsvatten. Ett exempel på denna apparat har återvunnits från vraket av SS Xantho (1872), ett hjälpångfartyg som användes i Australien för att transportera passagerare och handelsvaror innan det slutligen sjönk i Port Gregory, västra Australien 1872. Det påstås [ av vem? ] att Alexander Chaplin-destilleriet från Xantho -vraket är det enda kända bevarade exemplet på en Chaplin-destillationsapparat ombord på ett fartyg från denna period.
Tillverkare
Alexander Chaplin & Co. (även känd som AC and Co., Alex. Chaplin & Co.) var ett tillverkningssyndikat baserat i Storbritannien under mitten av 1800-talet till början av 1900-talet med sina tillverknings- och ingenjörsanläggningar belägna i Cranstonhill Engine Works, Glasgow . Av deras många patenterade och tillverkade produkter var en av de anmärkningsvärda enheterna som utvecklades Chaplins patentdestillationsapparat med ångpump för cirkulerande vatten ansluten .
Det administrativa kontoret för Alexander Chaplin & Co. grundades 1857 och var beläget på 63 Queen Victoria Street, London , England, innan det togs över av Herbert Morris, LTD 1932. Välkända tillverkare, Alex. Chaplin & Co. stoltade över att deras produkter "alltid fanns i lager eller pågår". Chaplins' producerade en rad ångdrivna industriprodukter inklusive ångkranar, hissar, lokomotiv, pump- och lindningsmotorer, fartygsdäcksmotorer och havsvattendestilleringsapparater, som användes över hela världen under 1800- och 1900-talet. Chaplins patenterade havsvattendestilleringsapparat med ångpump för cirkulerande vatten var en mycket kompakt och bekväm apparat, designad för marint bruk men som också kan anpassas för markanvändning.
Historia
Chaplin-apparaten antogs av många viktiga brittiska och kontinentala rederier inklusive Peninsular and Oriental , Inman Line , North German Lloyd och Hamburg American Companies. Den brittiska flottan använde sådana apparater. Styrelsen för byråcheferna för den amerikanska flottan övervägde att förse kryssarna USS Baltimore (C-3) och USS Philadelphia (C-4) med destillationsapparater för att tillhandahålla färskvatten till pannorna från destillation av havsvatten, men ingen hänvisning gjordes. till Chaplin-bolaget i deras rapporterade diskussioner. Förutom handels- och passagerarfartyg använde amerikanska kanonbåtar sådana destillatörer också.
Chaplin-destillatörer användes också i landmiljöer. Under Sudankampanjerna (1881–1885 och 1896–1899) använde brittiska styrkor destillatörerna för att förse sina soldater med färskt dricksvatten i Suakin och Sudan . Denna tillgång på färskt dricksvatten var av yttersta vikt under 1882 års anglo-egyptiska kriget . Liknande destillatörer, som Dr. Normandy's, [ vem? ] var i mycket större skala och destillerade cirka 12 000 liter vatten per timme [ tveksamt ] , medan Chaplin-destillationsapparaten som användes ombord på fartyg producerade ungefär 23 liter färskvatten per timme. I huvudsak gjordes det destillerade vattnet som producerades för Egypten i en speciell apparat med olika former av kondensor som användes. Principen för destillation är densamma som apparaten på ångfartyg . På fartyg alstras ånga i en av fartygets pannor som sedan kondenseras, filtreras och luftas i apparaten. På land skulle motorerna behöva hållas igång för att pumpa ut det destillerade vattnet ur kondensorn.
Enligt order från HM Council den 5 december 1865 tilläts statliga emigrant-, trupp- och andra passagerarfartyg utrustade med denna destillationsapparat segla med endast hälften av den erforderliga mängden vatten enligt avsnitt 26 i Passengers Act 1855 . Denna lag säger: "Varje passagerarfartyg som endast drivs med segel eller av ångmaskiner med mindre effekt än vad som är tillräckligt, utan hjälp av segel, för att driva fartyget med en hastighet av fem lagstadgade miles per timme, får rensas ut och fortsätta på hennes resa, med ombord, i tankar eller fat, endast hälften av den mängd rent vatten som krävs enligt nämnda lag för att transporteras för passagerarnas användning, förutsatt att...det finns ombord på ett sådant fartyg en effektiv apparat för destillering av färskvatten från saltvatten". Detta, i kombination med apparatens bekvämlighet och kompakta storlek, gjorde Alexander Chaplin-modellen mycket populär.
I direkt konkurrens med Alexander Chaplin är Dr. Alphonse Normandys (1809–1864) apparat en annan framgångsrik destillatör. Den består av tre väsentliga delar, förångaren, kondensorn och kylskåpet. Apparaten leder en blandning av ånga och gaser från förångaren till kondensorns rör. Normandies destillatör var mycket komplex i strukturen och bestod av många många arbetsdelar. Med en utarbetad layout och dyra kostnader var destillatören inte ekonomiskt lönsam för mindre fartyg. I Frankrike har Rochers och Nantes apparater och Galle och Mazeline i Havre "mycket uppskattats av franska myndigheter och franska sjömän".
Arbetssätt
För framgångsrik beredning av dricksvatten från havsvatten ansågs följande förhållanden för en destillationsapparat vara nödvändiga. Först måste den destillerade produkten luftas så att den kan vara omedelbart tillgänglig för dricks- och lagringsändamål. För det andra måste mängden kol som används för att erhålla den maximala volymen dricksvatten vara på en lägsta kostnadsnivå och för det tredje måste apparatens arbetsdelar vara enkla nog att förhindra att de går sönder och för att möjliggöra för okvalificerade skötare att fungera säkert. "Alexander Chaplin-destilleringsapparaten är en av de apparater som mest fullt ut har uppfyllt sådana villkor".
Anordning
Destilleringsapparaten Alexander Chaplin & Co. designades initialt för användning ombord på ångfartyg där den kunde förses med ånga från antingen huvudpannan eller en åsnepanna med kylvattencirkulation från en pump som drivs från huvudmotorn eller en hjälpanordning. Det efterföljande tillägget av en ångdriven cirkulationspump integrerad med apparaten innebar att den sedan också kunde användas som en fristående apparat på vilket fartyg som helst utrustat med en befintlig åsnepanna (hjälppanna), såsom ett segelfartyg utrustat med ångvinschar. Apparaten bestod av ett lindat kondenseringsrör med en längd på cirka 60 fot (18 m) placerat inuti ett cylindriskt hölje fyllt med ständigt förändrat kylvatten. Höljet var gjutjärn och spolarna var gjorda av koppar. Spolarna tillfördes ånga antingen från motorns avgaser, eller från matning direkt från pannan. En cirkulationspump, antingen driven från huvudmotorn på ett ångfartyg, eller integrerad med apparaten på ett segelfartyg, tillförde en konstant ström av kylvatten som strömmade genom kondensorn. En täckt mässingskopp med små justerbara hål runt omkretsen monterades i den övre änden av ångspolen. Under drift drog en ångstråle in luft från de periferiska öppningarna i koppen och fyllde spolarna med en blandning av luft och ånga, vilket både kylde ångan och minskade dess tryck. När den passerade nedför spolen kyldes luft/ångblandningen ytterligare av det omgivande vattnet och kondenserades som vattendroppar på slingans väggar. Det luftade vattnet skulle samlas som en klar, ljus och luktfri vätska vid en temperatur på cirka 13 °C (55 °F) i botten av spolen, för att dras av för användning. Maskinen kunde leverera cirka 23 US gallons (87 l; 19 imp gal) vatten per timme. "Vattenproverna som analyserades samlades vid olika tidpunkter direkt från patentapparaten ombord på fartyget... och resultaten av mina experiment med vattnet destillerat i Alexander Chaplin & Co.s är avgörande för att visa att det är utmärkt kvalitet i varje särskilt."
Den integrerade cirkulationspumpen i det senare arrangemanget skulle också kunna användas som brandbil i händelse av en nödsituation. Utloppsröret från kylvattenkammaren skulle kunna förses med en kran, varigenom vattnet kunde ledas till en monterad koppling till vilken en brandslang kunde fästas.
Det optimala arrangemanget skulle placera apparaten i förrådet eller var som helst under däck där en tillförlitlig ånga och kylvattentillförsel effektivt skulle kunna tillhandahållas. Den kan också placeras på huvuddäcket eller någon annan lämplig del av fartyget, under förutsättning att tillräckliga vatten- och ångatillförsel upprätthålls. Så länge som bränsle fanns tillgängligt för att tillverka ånga, erbjöd Chaplin-destillatören en potentiell ekonomisk fördel genom att utrymmet och vikten som tidigare avsatts för större vattentankar kunde användas mer produktivt för att transportera ytterligare last.
Enligt tillverkarens specifikationer och en rapport genererad av Dr. Frederick Penny PhD, FRSE professor i kemi, Andersonian University, Glasgow, filtrerade destillatören bort skadliga kemikalier som bly, koppar, tenn och järn genom att använda en serie järnplåtar med perforerade hål och mattor. Dessa plattor var placerade i den stora lådliknande strukturen i botten av apparaten.
Apparater ombord på SS Xantho
Exakt när Chaplin Distiller installerades på Xantho kan man gissa. Det är känt att från 1864 till 1870 Xantho från Wick, West Sussex och fick göra utflykter till havet. Det är möjligt att denna apparat installerades under denna tidsperiod. Det är dock mer tänkbart att den här enheten installerades vid ett senare tillfälle som en del av det stora renoveringsprogrammet som genomfördes av metallhandlaren Robert Stewart, som 1871 helt och radikalt omkonstruerade fartyget och ersatte den ursprungliga ångframdrivningen av skovelhjulet på sidan. med en ny marin eldrörspanna och skruvframdrivning, med en begagnad horisontell trunkmotor designad av John Penn and Son.
Utgrävning och bekräftelse av identitet
Chaplin-destilleriet grävdes ut från ångfartyget Xanthos vrakplats 1994. Den hittades utanför skrovet på babordssidan av fartyget. Det är troligt att denna apparat var installerad i fartygets maskinutrymme och som ett resultat av vrakplatsens naturliga omvandling hade förskjutits av den starka tvärströmmen när den omgivande skrovets ram och plätering gav vika och ramlade ut på havsbotten.
Initiala spekulationer var att detta kan vara en kondensor eller en värmeväxlare eller kanske en cirkelkondensor [?] men upptäckten av en mässingstillverkares namnskylt som hittades under demontering av föremålet och efterföljande arkivdokumentation har bekräftat att dess identitet är en Chaplin-destillationsapparat. .
Vid återhämtning befanns artefakten vara i mycket ömtåligt skick med gjutjärnsskalet svårt korroderat och ofullständigt. Dessutom finns det bevis som tyder på att artefakten saknar många av dess monteringar såsom luftare, anslutningsrör och åsnemotor. Det är osäkert om dessa material togs bort av agenter som arbetade under ledning av ägaren Charles Edward Broadhurst (1826 – 26 april 1905) vid den första bärgningen av vraket 1872 eller av skattjägare på senare tid.
Denna Chaplin Distiller, som skadades under utgrävnings- och behandlingsprocesserna, rekonstrueras för närvarande på Western Australian Museum av Department of Maritime Archaeology. Det är tänkt att denna ombyggnadsprocess ska vara klar 2014 och att den kommer att vara tillgänglig för allmänheten i 'Steamships to Suffragettes Gallery' kort därefter.
På grund av dess fragmenterade tillstånd och skada på spolen är det inte möjligt att i detta skede bekräfta exakta dimensioner för denna apparat. En grov uppskattning skulle antyda något i storleksordningen 5 ft 3 in (1,60 m) men ett definitivt svar kommer att kunna fastställas när den är återmonterad och spolen har rättats in och integrerats korrekt.
Chaplin-destillationsapparaten som grävdes ut från Xantho tros [ av vem? ] att vara det enda kända exemplet som finns och därför kan betraktas som ett unikt stycke sjöfartshistoria som hjälper till att förklara hur ångfartyg och segelfartyg utrustade med dessa anordningar kunde företa långvariga resor till havs med minimal tillgång på sötvatten.