Английская стекловаренная печь пожирала очень много угля. И, понятно, многие изобретатели задумывались над тем, как бы ее усовершенствовать, сделать более экономичной.
В продолжение двухсот лет это никому не удавалось.
В самом деле, почему эта печь была невыгодной?
Потому, что очень много угля вылетало в воздух в виде горячего дыма, нагретого до 900 градусов. Кроме того, пламя охлаждалось притекающим в печь наружным воздухом. Пламя имело температуру около 1300 градусов, а воздух в морозные дни — около 10 градусов ниже нуля. Разница, как видно, очень большая. И этот холодный воздух притекал в печь всё время мощной струей, он отнимал у пламени его жар.
Холодным был не только воздух, но и уголь. Ему тоже нужно было сначала согреться для того, чтобы вспыхнуть. На это тоже уходило тепло.
Уголь и воздух как бы обкрадывали печь, отнимали у нее часть тепла. А дым уносил с собою другую часть тепла и растрачивал его бесплодно.
Как же избавить печь от всех этих недостатков? Эту трудную задачу разрешил Фридрих Сименс.
Его мысль была гениально проста: в печь поступает холодный уголь и холодный воздух, а из печи выходит без всякой пользы горячий дым. Так поймаем же дым и заставим его отдать свое тепло углю и воздуху!
Для этого Сименс прежде всего решил превратить уголь в газ. Получать горючий газ из угля в то время уже умели. Во многих городах Германии уже работали газовые заводы и направляли газ по трубам в квартиры.
Сименс стал нагревать воздух и горючий газ теплом, отнятым от дыма. Для этого он построил специальные системы ходов для нагревания воздуха и газа, которые назвал регенераторами, то есть приспособлениями для возврата тепла.
Вот как устроена печь Сименса. В ней имеются две пары ходов-регенераторов — левые и правые.
Горючий дым, прежде чем выпустить его в трубу, пускают, скажем, по левым ходам. Вскоре их стены и решетки накаляются. Тогда дым переключают на правую пару ходов, а через левые пускают теперь уже воздух и горючий газ.
Проходя через накалившиеся ходы, воздух и газ нагреваются. Но зато стенки ходов и их решетки постепенно остывают. Вот они уже совсем остыли. Как же поступить теперь? Теперь надо снова пустить по Этим ходам дым, а газ и воздух пустить уже по правым ходам, по тем, через которые только что прошел дым и успел их накалить.
Дым как бы подготавливает, нагревает дорогу для воздуха и газа. Нагреет одну дорогу, — покинул ее и перешел на другую. И пока газ и воздух текут по готовой дороге, дым успевает уже нагреть им другую, соседнюю дорогу.
Так Сименс остроумно разрешил обе задачи: тепло теперь не уходит из печи зря вместе с дымом, а воздух и уголь не отнимают тепла у пламени. Такая печь называется регенеративной. Она легко дает температуру в 1450 градусов и даже выше.