Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с двигателя Naphtha )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Запуск Escher Wyss 1888 года
Шлюп Альфреда Нобеля с алюминиевым корпусом Mignon

Запуск нафты , который иногда называют «пара запуска», был маленький двигатель запуск , питание от нафты двигателя . Это был сугубо американский дизайн, созданный в соответствии с местным законодательством, из-за которого использование парового катера в личных целях было непрактичным .

Нафта запускается [ править ]

К 1880-м годам небольшая паровая машина хорошо зарекомендовала себя как силовая установка для небольших паровых катеров , а также для больших лодок. Однако законодательство США, вызванное недавними взрывами котлов , требовало, чтобы на всех паровых лодках всегда находился лицензированный инженер. Хотя это было несложно для коммерческого судна, это не позволяло использовать небольшие паровые катера в личных и развлекательных целях. Чтобы стать таким инженером, нужно было пройти двухлетнее ученичество. Одним из немногих любителей достичь этого и стать собственным инженером была Розамунд Берджесс, жена конструктора лодок Старлинг Берджесс . [1]

Более популярной альтернативой паровому запуску был запуск нафты, в котором использовался альтернативный источник энергии. [2] В рекламе того времени использовалась преднамеренная фраза: «У каждого свой инженер!» [3], чтобы выделить это юридическое ограничение.

Истоки [ править ]

Первый запуск нафты, по-видимому, был британским, о чем сообщалось во французском журнале La Nature в 1888 году. [4] Этот запуск, Zephyr , был изобретением Альфреда Ярроу , известного за несколько лет до этого создателя паровых запусков. Подобные запуски были произведены в том же году швейцарской компанией Escher Wyss AG . [5] Одним из них был изящный шлюп Mignon с алюминиевым корпусом Альфреда Нобеля 1892 года. Другой, также алюминиевый, был Aluminia 1894 года.

Алюминий

Первые зарегистрированные запуски американской нафты были осуществлены компанией Ofeldt из Нью-Йорка, которая позже стала известна как производители двигателей на нафте. [5] Они описали это как систему «Essh» и, возможно, были лицензиатами патентов Escher Wyss. Помимо Ofeldt, полные запуски были предложены компанией Gas Engine and Power Co. из Нью-Йорка. К 1890 году они утверждали, что продали более 500 штук. [6]

Типичные запуски [ править ]

Типичный запуск нафты представлял собой открытый запуск длиной около 24 футов (7,3 м). Это были прогулочные суда, предназначенные для прогулок в хорошую погоду. [7] [8] В конце концов, коммерческое судно с профессиональным экипажем не пострадает от нормативной проблемы, которая привела к их изобретению. Катера на нафте появлялись в лучших кругах, в лучших яхт-клубах [9] и принадлежали некоторым известным именам. [10]

Выжившие примеры [ править ]

Немногочисленные примеры сохранились до наших дней. В одних источниках указывается один, [11] в других - четыре. [12]

  • «Запуск нафты« Фрида » » . Морской музей Миннесотских озер . Архивировано из оригинала на 2008-07-23. Этот изящный 22-футовый корабль считается одним из четырех существующих.
  • «Музей старинных лодок» . Музей старинных лодок , Нью-Йорк. Архивировано из оригинала на 2009-01-03. Коллекция музея с последним сохранившимся запуском нафты.

Двигатель нафты [ править ]

Двигатели на нафте различных размеров
Двигатель нафта, построенный компанией Gas Engine & Power в Нью-Йорке; в Музее моряков

Двигатель нафты - это двигатель внешнего сгорания , в целом похожий на тип небольшого парового двигателя, который уже используется для паровых запусков . В качестве рабочего тела используется нафта , которая также обычно используется в качестве жидкого топлива для питания котла. Внешний вид похож на паровой катер, имеет небольшой вертикальный котел и вертикальные цилиндры.

Горелка для двигателя нафты использует саму нафту и аналогична горелке, используемой для паровых автомобилей . Хотя такие удобные и саморегулирующиеся горелки на жидком топливе также использовались при паровых запусках, большинство запусков во время расцвета нафты все еще использовало твердое топливо.

Общее расположение

Чтобы избежать проблем с преждевременной конденсацией, агрегаты двигателя и котла были смонтированы вместе. Двигатели были трехцилиндровыми односторонними вертикальными двигателями простого расширения с шагом коленчатого вала 120 °, чтобы иметь возможность самозапуска без проблем с мертвой точкой. [я]

Паровой котел

Котлы имели спиральную однотрубную форму. Это были однопроходные парогенераторы с «водяной трубкой» , в которых жидкость на одном конце трубы закипала к тому времени, когда она достигала конца, без какой-либо замкнутой циркуляции. Подобные котлы, хотя и с обычной водой и паром, также использовались для паровых машин, таких как White . Котел был установлен непосредственно на двигателе и заключен в кожух из полированной латуни или меди с короткой воронкой наверху. Цель воронки заключалась в том, чтобы просто выпускать дым над головами пассажиров, а не действовать как сквозняк, чтобы разжечь огонь.

Горелка

В отличие от угля или дров, применяемые струйные горелки не требовали дополнительной тяги. [ii] Котел был запущен с помощью струйной горелки, при этом небольшое количество находящейся под давлением нафты отводилось из котла. [5] Выступающая труба и воронка на передней части корпуса котла (иногда их принимают за свисток) - это воздухозаборник. Топливный жиклер смешивается с нисходящим потоком воздуха в этой вертикальной трубе, затем смешанный воздух и топливо подают в кольцевую горелку внутри корпуса котла. Для запуска использовался ручной воздушный насос для повышения давления в топливном баке и стимулирования потока топлива вместе с предварительным нагревом змеевика горелки путем поджигания небольшого количества топлива в поддоне под ним. [5]

Не было дроссельной заслонки или регулятора оборотов двигателя. Как это обычно было в однопроходных спиральных однотрубных котлах, мощность горелки регулировалась топливным клапаном, и котел реагировал достаточно быстро, чтобы этого было достаточно. [13]

Двигатель

Смазка двигателя осуществлялась самим топливом, собранным в герметичном мокром картере под картером двигателя. Нафтовое топливо [iii] было приемлемым смазочным материалом, и это позволяло избежать проблемы отделения смазочного масла от конденсированных паров топлива, протекающих через уплотнения поршневых колец. Однако это потребовало тщательной герметизации картера. [5]

Клапанный механизм двигателя был прост, по сравнению с современными паровыми двигателями . Одиночный вращающийся распределительный вал верхнего расположения проходил над цилиндрами параллельно коленчатому валу. Эксцентрики на этом валу приводили в действие поперечный золотник для каждого цилиндра. Распределительный вал клапанов приводился в движение на частоте вращения двигателя [iv] шестернями от коленчатого вала. Выступающий маховик на распределительном валу позволял реверсировать двигатель, аналогично проскальзывающему эксцентриковому клапану , сдвигая фазу распределительного вала относительно коленчатого вала. [5]

Конденсаторы

Применялись внешние водоохлаждаемые конденсаторы, простые трубы проложены под корпусом по длине киля. [5] Несмотря на очевидный риск повреждения из-за заземления , они, похоже, не доставили проблем в эксплуатации. Топливный бак находился в передней части лодки, на значительном удалении от двигателя и опасности возгорания. Этот топливный бак находился под давлением возвращающейся нафты, что исключает необходимость в топливном насосе.

Низкая точка кипения

Одной из привлекательных особенностей, которые впервые побудили изобретателей рассматривать нафту как рабочую жидкость, была ее низкая температура кипения по сравнению с водой. Это позволяет построить относительно простой двигатель, хотя на самом деле это ограничение эффективности такого двигателя. В то время термодинамика была уже передовой наукой, и ограничения термодинамических циклов были хорошо поняты физиками, если не всеми инженерами. Ограничивая диапазон температур, между которыми работает двигатель, это фактически снижает потенциальную эффективность двигателя, а не увеличивает ее. [14]

Ранее жидкости с низкой температурой кипения использовались в эфирном двигателе Дю Трембле в 1850-х годах. [14] Это использовалось для нижнего цикла в качестве дополнения к паровой машине. Отработанное тепло, отводимое через конденсатор паровой машины, использовалось для кипячения эфира и привода второго цилиндра.

Другие варианты [ править ]

Фрэнк В. Офельдт

Шведско-американский изобретатель Франк Вальдемар Офельдт (1836–1904) также разработал двигатель Alco Vapor, продаваемый Alco Vapor Launch Co. [15] [6]. Он сжигал керосин и использовал спирт (вероятно, древесный спирт или метанол ) в качестве рабочая жидкость. Это могло быть мерой, чтобы избежать патентов Escher Wyss.

Позже Офельдт разработал и более традиционный парогенерирующий водотрубный паровой котел. Это было похоже на узор « Лунная долина », центральный барабан, окруженный спиральными водяными трубками, но с нерегулярными клиновидными змеевиками, а не с простым кругом. [16]

Двигатель Simplex

«Двигатель Simplex Naptha», построенный Часом. Уиллард из Чикаго был больше похож на газовый двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по времени . [17] Это выходит за рамки данной статьи.

Опасности и взрывы [ править ]

Несмотря на очевидные опасности и периодические сообщения о пожарах, [18] [v] запуск нафты, похоже, прошел достаточно хорошо и безопасно.

Модели [ править ]

Двигатель нафты мало известен среди моделистов, но по крайней мере одна его детальная копия была создана. [20]

В популярной культуре [ править ]

В 1921 году романа популярной « Том Свифт серии», « Том Свифт Среди бойцов пожарных » , [21] герой спасает пассажиры с помощью запуска нафтов, охарактеризовав его как «старомодный». Автор также передает в свет комментарий о том, что они «несколько коварные». [21]

Нафталиновый локомотив [ править ]

Железнодорожный локомотив, использующий твердый нафталин, был построен компанией Schneider-Creusot во Франции в 1913 году. Это не имело отношения к нафтовому двигателю. Это был двигатель внутреннего сгорания мощностью 70 л.с., похожий на бензин-парафиновый двигатель , который работал как бензиновый двигатель и после запуска и прогрева мог быть переключен на нафталин просто как более дешевое топливо. Нафталин плавился и испарялся в водяной рубашке, нагреваемой двигателем. [22]

См. Также [ править ]

  • Органический цикл Ренкина

Ссылки [ править ]

  1. ^ Возможны и другие конфигурации, но в настоящее время о них не известно.
  2. ^ Этот короткий дымоход, по сравнению с паровым запуском, является отличительной чертой запусков нафты на старых фотографиях.
  3. ^ Топливо того периода было ближе к современному парафину или керосину, чем к тому, что мы знаем сегодня как бензин или бензин.
  4. ^ Распределительный вал работал на частоте вращения коленчатого вала двигателя, как паровой двигатель или двухтактный двигатель , но в отличие от распределительного вала четырехтактного двигателя, который работает на половине частоты вращения коленчатого вала.
  5. ^ 12 тонный Берта Е. Hedtler сожжен на острове Рам в Мерримак реки в штате Массачусетс в августе 1903 года . [19]
  1. ^ Барри, Джеймс П. (2003). Американские моторные лодки: Золотые годы Великих озер . Классические мотоциклы. С. 10–13. ISBN 0-7603-1466-7.
  2. ^ Дюрант, Кеннет (1976). Запуск Naptha .
  3. ^ "Морской музей Миннесотских озер" (PDF) . Морской музей Миннесотских озер. Архивировано из оригинального (PDF) 27 июля 2011 года.
  4. ↑ Гастон Тиссандье (21 июля 1888 г.). "Бато А Петроль де М. Ленуар" . La Nature (на французском языке): 73., сообщается в DSelf, Naptha
  5. ^ Б с д е е г Дугласа Я . «Работает на кипящем бензине» . Музей ретро-техники .
  6. ^ a b "Морские двигатели нафты" . www.oldmarineengine.com - Старый судовой двигатель.
  7. ^ HC Ячмень (май 1899 г.). «Первый запуск нафты на озере Беннетт» (фотография). www.tc.gov.yk.ca - База данных архивов Юкона.
  8. ^ "Fantail Excursion. Рекламный плакат 1996 года воссоздает сцену рубежа веков" . Общество старинных и классических лодок Новой Англии. 1996. Архивировано из оригинала на 2011-07-27. Правильно одетая пара, сидящая в своих плетеных шезлонгах, направляется в залив на фэнтэйл-катере 1890-х годов, работающем на бензине.
  9. ^ "Naptha Launch Getty, построенный Джулиусом Петерсоном в 1902 году. Двигатель Киппа построен в Оссининге" . Примечания к яхт-клубу - Джей Моррис Вейл купил новый катер на основе нафты под названием «Гетти» у Джулиуса Петерсона из Тэрритауна. Его общая длина составляет 28 футов, ширина - 6 футов 2 дюйма, а двигатель - двухтактный двигатель Kipp мощностью семь лошадиных сил. Катер имеет кормовой и стоячий верхний торпедный катер. Новинка выглядит умной и станет прекрасным дополнением к флоту.
  10. ^ "Судебный отчет Форреста против Уильяма К. Вандербильта младшего, спор о праве собственности на запуск нафты, предположительно тендера на яхту" Кармита " " . Апрель 1900 г.
  11. ^ Музей старинных лодок
  12. ^ Морской музей Миннесотских озер
  13. ^ JA Crabtree (1970). «Автоматическое управление котлами малой мощности». Труды Общества Ньюкоменов . 43 : 93–112. DOI : 10.1179 / tns.1970.007 .
  14. ^ a b Дуглас Селф . «Эфирные двигатели» . Музей ретро-техники .
  15. ^ "Франк Вальдемар Офельдт" . findagrave.com . Проверено 8 апреля 2016 года .
  16. ↑ Альберт, Земля Шлезвиг-Гольштейн (30 апреля 2006 г.). «Паровой котел Ofeldt» .
  17. ^ Хокинс, Н. (1897). Simplex Naptha Engine . Новый катецизм парового двигателя . Нью-Йорк: Тео Одель. С. 308–309.
  18. ^ "НАФТА ЗАПУСК ABLAZE. Яхты Угрозы на рандеву Нью-Йоркского яхт-клуба" . Нью-Йорк Таймс . 26 июля 1904 г.
  19. ^ Министерство торговли и труда Бюро навигации Тридцать восьмой ежегодный список торговых судов Соединенных Штатов за год, закончившийся 30 июня 1906 г. , Вашингтон, округ Колумбия: Правительственная типография, 1906 г., стр. 385.
  20. ^ "Модель двигателя запуска нафты, из чертежей патента 1887 года Фрэнка У. Офельдта" .
  21. ^ a b Виктор Эпплтон (так в оригинале сериал был написан разными писателями) (1921). Том Свифт среди пожарных . ... он включил нафту и бросил горящую спичку, чтобы зажечь ее, и это спасло его руку. Двигатели нафты немного коварны.
  22. ^ "Французский локомотив использует нафталин в качестве топлива" . Популярная механика . Май 1914. с. 413.