TECHNIKATÖRTÉNET
VÉGH LÁSZLÓ
Friss Levegő I.
Száz éve, 1902-ben döntő lépés történt annak a régi igénynek a megvalósítására, hogy a kánikula száműzhető legyen az épületekből. Az első, modernnek minősíthető találmány megalkotása óta a légkondicionáló berendezések olyan jelentős hatást fejtettek ki a XX. században, amelyet talán nem is feltételeznénk. Társadalmi változásokhoz és történelmi események menetének alakulásához járultak hozzá, építészeti stílusok, tudományos felfedezés sorsát befolyásolták.
A fenti folyamatok bemutatását célul kitűzve, első lépésként az 1902-es találmányhoz kapcsolódó XIX. századi előzményeket ismertetjük. Bár a téma kultúrtörténeti megközelítését választottuk, különös figyelmet fordítunk a tárgyra vonatkozó szabadalmi dokumentumokra.
Az orvosi hivatás és a technika
- Dr. John Gorrie portréja
1. ábra
Dr. John Gorrie (1803-1855), a skót-ír származású orvos (1. ábra) a dél-carolinai Charlestonban született. Az Atlanti-óceán partján fekvő város lesz majd a színhelye 1861-ben az Észak és Dél közötti háború kirobbanásának. Gorrie szülővárosa 1790-ig Dél-Carolina fővárosa, de születésekor már a szárazföld belsejében levő Columbia viseli ezt a címet, ahol viszont gyermekkorát tölti. Orvosi tanulmányokat északon, New York államban folytat. 1828-ban rövid időre visszatér Dél-Carolinába, de Abbevilleből 1833-ban átkerül az életében meghatározó szerepet játszó Apalachicolába, Floridába. A Mexikói-öbölbe ömlő, azonos nevű folyó partján fekvő városka a kor jellegzetes mezőgazdasági-kereskedelmi központja. Gyors fejlődése a gyapottermelésen és az akkor legjelentősebb szállítmányozási formán, a folyami hajózáson alapul. (Florida egyébként ekkor még önálló államként nem tagja az Egyesült Államoknak. Bár az USA 1821-től megszerzi a területe feletti rendelkezést a spanyoloktól, alkotmányos államként csak 1845. március 3-án kerül az Unióba).
Kisvárosi miliő
Gorrie az orvosi gyakorlat mellett hamarosan bekerül a város vezetésébe, számos tisztséget visel. 1838-as házasságát követően néhány évig távol van, ekkor lemond a tisztségeiről. 1841-ben, mikor visszatér, a városban már kitört a sárgaláz. Azonnal munkához lát, a városi kórház vezetőjeként alapvető tapasztalatokra tesz szert a sárgalázas betegek gyógyításában. Mikor látja, hogy az évszak változásával a járvány is enyhül, a korra jellemző direkt, empirikus következtetéssel úgy érzi, a megoldás is a kezében van. Ha a kórház falain belül mesterségesen előidézi és fenntartja a kívánatos feltételeket, a betegség magától elmúlik. 1844-ben publikálja feltevéseit a "Commercial Advertiser" c. lapban. Cikkének címe: A maláriás betegségek megelőzéséről. Álnevet használ, amely azonban árulkodik ambícióiról. A "Jenner" név ugyanis a himlő elleni oltás hatóanyagának XVIII. századvégi felfedezőjére utal.
Az "üzemanyag"
Az egészségügyi vonatkozásoknál számunkra lényegesebb a műszaki megoldás, amivel a kívánt eredményt szerette volna elérni. Gorrie a rábízott kórházban kiépíti a jégtáblák hűtőhatásán alapuló szellőztetési rendszerét. A város vezetése, amelynek befolyásos tagjaként a betegség leküzdésére vállalkozik, kezdetben minden szükséges és lehetséges eszközzel támogatja. A szerkezet működni kezd, és valóban kellemesebb állapotokat teremt a kórtermekben. Megoldhatatlan problémának bizonyul azonban a kellő mennyiségű jég biztosítása. A város vezetésében is részt vevő jégkereskedők természetesen örömmel látják a bőséges "jégrendeléseket". A közpénz soha nem látott mértékben áramlik az áldásos tevékenység szolgálatába, és mellesleg a jégkereskedők zsebébe. A jégnek ugyanis megkérik az árát, jogosan, mivel nem egyszerű feladat beszerezni. Az áruk frissen tartására használt jégtáblák a Nagy-tavak északi vidékeiről érkeznek. Az ott bőségesen rendelkezésre álló fagyott édesvíz fontos szerepet játszik a korszak kereskedelmében. A legnagyobb szükség rájuk természetesen az ekkor prosperáló Délen van, amely képes is megfizetni a nem éppen egyszerű célba juttatás költségeit. A jégtáblák hosszú útjuk végén északról a szárazföldön vermek sorában elraktározva, majd szalmabálákba csomagolva, hajón érik el céljukat.
A szerkezet
Az agrárgazdálkodáson alapuló jólét azonban nem elegendő a Gorrie által alkalmazott "ipari méretű" jégfelhasználás biztosításához. 1842-ben tehát nekilát a probléma megoldásának. Ha szerkezetének működéséhez jeget kell biztosítani, megpróbálja saját maga megtenni ezt. Természetesen, ha a város nem tudja fizetni a jég piaci költségeit, ő sem képes rá. Más utat választ: megpróbálja mesterséges úton előállítani a jeget. Az egyik alapelv ma is azonos. A gázok hirtelen kiterjedésükkor hőt vonnak el a környezettől. A gyors kiterjedés eléréséhez érdemes először összenyomni, majd hagyni hirtelen normál állapotra kitágulni a gázt (szódáspatron effektus). Gorrie természetesen a legkönnyebben hozzáférhető gázzal dolgozott: a levegőt nyomta össze egy hengerben, amely persze gyors összenyomás esetén alaposan felmelegszik (biciklipumpa effektus). Gorrie egy szelepen keresztül a felmelegedett levegőt hideg víz befecskendezésével lehűtötte. A kiáramló levegő így olyan mértékben lehűlt, hogy képes volt egy hideg vízzel teli tartály körül elrendezett spirálcsőben áramolva jégtömbbé fagyasztani a vizet. Szerkezetének másik változata a tengervíz/édesvíz különböző fagyáspontjának kihasználásán alapult. A levegő - kitágulva egy sós, tengervízzel töltött tartályban - a tengervizet (-5)-(-6) °Cfok körüli hőmérsékletre lehűti. A tartályba ezután normál édesvizet vagy esővizet tartalmazó kis fémdobozokat merített, amelyben a víz megfagyva jégkockákat eredményezett. A megoldást olyan módon alakította ki, hogy egy elsődleges erőforrásra kapcsolva, értve ezen egy akkor már hagyományosnak mondható gőzgépet, a szerkezetet folyamatos üzemben lehetett tartani, azaz jeget gyártott.
A szabadalmi bejelentés
Gorrie 1848. február 27-én nyújtotta be a megoldására vonatkozó szabadalmi bejelentését, amelyre 1851. május 6-án szabadalmat kapott, US 8080 számon. A teljes szabadalmi leírás megtekinthető az interneten az amerikai hivatal honlapján. Itt a leírás első oldalát és az ábrák közül a legáltalánosabbat mutatjuk be (2. ábra).
A modell
Gorrie nem elégedett meg a tervekkel. 1848 áprilisában Cincinnatibe, az iparosodó Észak egyik fontos városába utazik. A Városi Acélművekben nekiáll a jéggyártó gép elkészítésének. A "Scientific American" 1849-ben beszámol az előző év októberében bemutatott szerkezetről. A konstrukció a gyakori rendellenességek és tömítetlenség miatti leállások ellenére nagy mennyiségben állítja elő a jeget. Gorrie bizakodva tér vissza a déli államokba, hiszen feltételezi, szerkezetére ott van igazán szükség. Az elkövetkezendő évek azonban nem hoznak számára sikert. A legerősebb ellenállásba korábbi partnerei, a jégüzletben érdekeltek részéről ütközik, hiszen ők tudják a legjobban, miben "sántikál". Dél egyik legjelentősebb városában, New Orleansban próbál befektetőket szerezni, azonban hiába. 1855-ben bekövetkezett haláláig semmilyen jövedelmet nem sikerül realizálnia szabadalmaztatott találmányából.
Feltalálói sors
A hippokratészi eskütől a jégkészítő gépezet elkészítéséig vezető életpálya állomásai megtekinthetők az Apalachicolában berendezett múzeumban. (John Gorrie State Museum, Apalachicola, Florida ), ahol az eredeti modell szerinti szerkezetet is bemutatják (3. ábra).
3. ábra
Florida ma is Gorrie-t tartja számon a légkondicionálás atyjaként. A washingtoni Capitolium épületének oszlopcsarnokában a déli államnak járó két szoborhely egyikére is őt állították. Mellette a polgárháborús Déli Konföderáció tábornokának, Edmund Kirby Smith-nek a szobra áll.
Utóhang
A Gorrie-t foglalkoztató problémák természetesen tovább éltek. A jéggyártó gépezet mechanikai működési elvein alapuló, egy hatékony hűtőgép megalkotásához szükséges módosításokat tartalmazó megoldást az USA-ban 1860-ban szabadalmaztatta a francia Ferdinand P. E. Carre (ammóniaabszorpciós rendszer).
A sárgaláz még jóval tovább gondot okozott. Az 1880-as években meginduló hírhedt Panama-csatorna építését a franciák elsősorban nem a zavaros pénzügyi machinációik miatt kellett, hogy átengedjék az amerikaiaknak. A betegséggel nem tudtak megbirkózni, amely nem ismerve faji és osztálykorlátokat, az építés vezetőségét jelentő franciákat is ugyanolyan arányban érintette, mint a munkások tömegét. Az amerikai William Crawford Gorgas fogja megtalálni vírus hordozóját 1901-ben, lehetővé téve az ellene történő hatásos fellépést. Többek között az ő helyszíni, panamai kórházvezetői munkája, és a munkát végzőkkel kapcsolatos, megváltozott szociális megközelítésmód teszi lehetővé az amerikaiaknak a csatorna 1914-es átadását.
Végül, visszatérve az eredeti témakörhöz, a modern légkondicionálás elvei is megfogalmazódnak az 1902. július 17-én elkészült műszaki megoldás tervében. A terv készítője: Willis Haviland Carrier, amerikai fiatalember. A világ ma őt tekinti a légkondicionálás feltalálójának, jogosan. Felismeréséről, szabadalmairól és a műszaki megoldás hatásairól számolunk be a folytatásban. A két kor, a XIX. és a XX. századi Egyesült Államok különbözőségét jól reprezentálja a két feltalálói sors, Gorrie és Carrier különbözősége, valamint az általuk létrehozott műszaki megoldások sorsának összevetése.