Олд Бесс (лучевой двигатель)
| Старая Бесс | |
|---|---|
 Старая Бесс , сейчас хранящаяся в Музее науки в Лондоне. | |
| Происхождение | |
| Тип | Ваттный лучевой двигатель |
| Дизайнер | Джеймс Ватт |
| Создатель | Бултон и Ватт |
| Дата | 1777 |
| Страна происхождения | Англия |
| Бывший оператор | Сохо Мануфактура |
| Цель | Двигатель с возвратом воды, приводящий в движение заводское оборудование |
| Измерения | |
| Цилиндры | 1 |
| Отверстие | 33 дюйма (838 мм) |
| Сохранение | |
| Коллекция | Группа музеев науки |
| Расположение | Музей науки, Лондон |
| Работающий | Нет |
Old Bess — ранний лучевой двигатель, созданный в сотрудничестве Бултона и Ватта . Двигатель был построен в 1777 году и проработал до 1848 года. [1]
Двигатель, очевидно, известен просто как ранний образец двигателя, построенного Бултоном и Ваттом. Однако он также сыграл гораздо более важную роль в развитии паровых двигателей , поскольку стал первым двигателем, предназначенным для работы с ранним отключением и, таким образом, для использования расширения пара для большей эффективности.
Сейчас он хранится в галерее Пауэр Музея науки в Лондоне . [2] [3] [4] Это старейший сохранившийся двигатель Ватта и третий по возрасту сохранившийся лучевой двигатель. [я]
Предыдущий двигатель Kinneil Engine от Ватта
[ редактировать ]Киннейле Первый двигатель Уатта в в Шотландии. [5] [6] оказался неудачным, [7] Детали были разобраны и повторно использованы на мануфактуре Boulton 's Soho Manufactory в Бирмингеме . [1] Переработанный двигатель оказался там более успешным и побудил Бултона продолжать инвестировать в эту развивающуюся паровую технологию и в изобретения Уотта.
Мануфактура была построена так, чтобы в качестве привода ее оборудования использовалось водяное колесо , и место было выбрано исходя из этого, но существовали опасения по поводу сезонной нехватки воды для привода колеса в движение. [8] Подобные проблемы в черной металлургии вдохновили на разработку двигателя с возвратом воды : парового насоса, который мог поднимать воду для вращения колеса во время маловодия на реке. Двигатель Киннейла был построен как насос для использования в угольной шахте и поэтому подходил для этой новой задачи. Уатта Ротационный лучевой двигатель еще не рассматривался, и поэтому единственным способом создания вращательной работы для привода механизмов на мануфактуре была энергия воды.
В 1777 году Бултон и Ватт решили построить второй двигатель для использования в Сохо, либо в дополнение к двигателю Киннейла. [8] или, в первую очередь, чтобы поэкспериментировать с новой идеей Уотта о расширенном воздействии пара. [1] Новый двигатель также должен был быть двигателем с возвратом воды. [2] Как и более ранние двигатели Ньюкомена , он был способен только перекачивать воду, а не напрямую приводить в движение механизмы.
Трудовая жизнь
[ редактировать ]Строительство
[ редактировать ]Еще в 1769 году Уатт рассматривал возможность экспансивной работы с паром, как записано в письме от 28 мая доктору Смоллу . [9] Ранние двигатели были неспособны на это, поскольку использовали один клапан как на впуске, так и на выпуске. Поскольку Уотт уже начал использовать отдельные клапаны для каждой функции, [1] теперь можно было бы управлять их синхронизацией независимо, т.е. применять опережение к синхронизации впускного клапана. Ватт решил сконструировать новый двигатель, чтобы продемонстрировать этот принцип, и был уверен в существенной экономии потребления угля. [10]
Строительство началось в 1777 году с заказа 33-дюймовой [ii] цилиндр (84 см). [1] К августу двигатель был установлен и заработал в Сохо, хотя он еще не завершен.
Двигатель всегда работал как водяной насос и был оснащен двумя чугунными цилиндрами на противоположных концах балки: один для рабочего цилиндра, другой для насоса. Цилиндр насоса был выше и тоньше, диаметром 24 дюйма (61 см) и высотой 8 футов 3 дюйма (2,5 м), рассчитанным на рабочий ход в пределах 7 футов (2,1 м), хотя всего 6 футов 1 дюйм (1,9 м). ) использовалось на практике. Перекачиваемая вода подавалась на высоту 24 фута (7,3 м). [1] Позже было описано, что двигатель имел 30 л.с. мощность [11]
Балка была типичной для первых лучевых двигателей одностороннего действия , протягивая цепи из кованого железа, проходящие через изогнутую арку на каждом конце балки. В какой-то более поздний момент, возможно, при реконструкции после пожара, эта балка была усилена за счет дополнительных деревянных и железных треугольных ферм, которые можно увидеть над балкой сегодня. [7]
Вельзевул
[ редактировать ]Начальная работа двигателя была неудовлетворительной. Ватт был в Корнуолле, и Бултон написал ему, описав действия двигателя как «очень жестокие». [12] По его мнению, цилиндр двигателя был слишком велик для ожидаемой от него работы. Это привело к тому, что он работал при давлении около 5,7 фунтов на квадратный дюйм, тогда как если бы он работал при давлении 8 фунтов на квадратный дюйм, он был бы менее резким и резким. Это действие было настолько примечательным, что двигатель получил первоначальное прозвище Вельзевул . [1]
Ни Уотт, ни Бултон не нашли решения проблемы поведения двигателя. Опыт Уотта с двигателем Chacewater, восстановленным двигателем Smeaton , на заводе Wheal Busy , показал, что отключение привело к насильственным действиям. В сентябре он рекомендовал ограничить подачу пара в двигатель. [13] Бултон выступал за дальнейшие эксперименты с отсечкой (т.е. фаз газораспределения) и в 1779 году предложил провести серию более научных измерений. Оглядываясь назад, можно сказать, что подход Бултона был более термодинамически эффективным, хотя этот урок не был полностью оценен машинистами локомотивов вплоть до конца использования паровой энергии.
Пожар и реконструкция
[ редактировать ]Однажды утром в июле 1778 года было обнаружено, что машинное отделение горит. Огонь быстро распространился, и за полчаса крыша сгорела дотла. Деревянные конструкции и паяные медные трубы двигателя также были разрушены или повреждены. Даже сама балка, прочная деревянная конструкция, в результате пожара «пришла в негодность». К счастью, самая важная часть двигателя — цилиндр — уцелела в пожаре относительно неповрежденной. В течение трех недель двигатель был реконструирован и, как ожидается, вскоре снова заработает. [1]
Хотя двигатель был поврежден, Уотт, который снова был в Корнуолле, посоветовал «в настоящее время не проводить никакого ремонта, кроме крыши», и его намерение состояло в том, чтобы реконструировать двигатель каким-либо улучшенным способом. [1] Природа этих реконструкций и их эффективность остаются неясными.
К 1781 году двигатель уже несколько лет работал в реконструированном виде. Какими бы ни были улучшения, Ватт и Бултон по-прежнему согласились, что это «один из худших двигателей, которые у них были». [1] [14]
Закрытие Монетного двора и сохранение
[ редактировать ]Двигатель работал на монетном дворе Сохо в Хэндсворте, Уэст-Мидлендс , до закрытия монетного двора в 1848 году. Он был продан за 48 фунтов стерлингов, затем перепродан за 58 фунтов стерлингов и выставлен на обозрение на острове в Деррингтон-Пул, за пределами металлопрокатного цеха. работы его нового владельца, мистера Уокера. [1] оборудования Монетного двора Хотя большая часть чеканного была перепродана для дальнейшего использования на новом монетном дворе Бирмингема , этот старый и полностью устаревший механизм, похоже, был одним из первых артефактов промышленной археологии, которые были намеренно сохранены.
Позже двигатель был перепродан, а затем передан комиссарам по патентам для их музея Патентного ведомства, который, в свою очередь, стал Музеем науки в Лондоне. [1] Таким образом, двигатель является не только одним из старейших экспонатов музея, но и одним из первых, попавших в его коллекцию. При первом показе двигатель был установлен в виде кирпичного машинного отделения с открытым фасадом. [15] Теперь он выставлен на отдельно стоящей деревянной конструкции, что позволяет рассмотреть цилиндры поближе.
Для двигателя, который, когда он был почти новым, описывался как «один из худших двигателей, которые у них были», он имел относительно длительный срок службы - более 70 лет. Его название также изменилось с жестокого Вельзевула на гораздо более дружелюбное Старая Бесс , что указывает на более удовлетворительную игру. [16] Отчеты Джозефа Харрисона, мастера монетного двора Сохо [11] и Уильям Бакл поддерживают это. [1]
В 2009 году он был удостоен инженерное наследие награды IMechE за . [17]
Путаница между двигателями
[ редактировать ]В отношении этого двигателя существует несколько путаниц, которые широко повторяются.
двигатель Уотта Первая из этих путаниц заключается в том, что это был второй (после двигателя Киннейла) и первый, созданный партнерством Бултона и Ватта. [7] Фактически, между 1773 годом (возвращение двигателя Киннейла в Бирмингем) и постройкой Вельзевула в 1777 году было построено несколько двигателей. [18] К ним относятся такие известные двигатели, как 38-дюймовый дутьевой двигатель 1775 года для Джона Уилкинсона в доменных печей Нью -Уилли , недалеко от Брозли в Шропшире , и 50-дюймовый насосный двигатель для шахты Блумфилд близ Типтона в Уэст-Мидлендсе . [8] [18]
Личность Вельзевула также неясна. Некоторые источники описывают это как ссылку на восстановленный двигатель Kinneil в Бирмингеме. [7] Есть два доказательства, подтверждающих мнение о том, что Старая Бесс и Вельзевул — один и тот же двигатель. [8] Во-первых, название «Вельзевул» происходит от его бурного действия при экспериментальном использовании для обширной работы, эксперименте, примененном к новому двигателю, построенному в 1777 году. [1] Во-вторых, Вельзевул описывается как 33-дюймовый двигатель, как и Олд Бесс, выставленная сегодня. Нет никаких сведений о том, что компания Boulton & Watt когда-либо создавала еще один двигатель такого размера. [1]
См. также
[ редактировать ]- Сметвикский двигатель – старейший действующий паровой двигатель Ватта.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ два старых двигателя Ньюкомена Сохранились : Мемориальный двигатель Ньюкомена в Дартмуте и Фэрботтом Бобс в музее Генри Форда .
- ^ Двигатели характеризовались и часто назывались в честь диаметра цилиндра. Этот размер (среди других факторов) определял их выходную мощность; хотя рабочее давление и точную длину хода поршня можно было изменить, цилиндр фиксировали на производстве.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Дикинсон, HW; Дженкинс, Р. (1981) [1927]. Джеймс Уатт и паровая машина . Издательство Мурленд. стр. 120–126. ISBN 0-903485-92-3 .
- ^ Перейти обратно: а б « Паровоз «Старая Бесс» от Boulton & Watt, 1777 год» . Музей науки .
- ^ « 'Старая Бесс' – чертеж общего вида» . Музей науки . 1861.
- ^ Марк Мейнелл (22 марта 2011 г.). « Музей науки «Старая Бесс» - выставка Джеймса Уотта» . Фликр.
- ^ «Коттедж Джеймса Уотта» . Справочник Шотландии . Проверено 26 апреля 2014 г.
непосредственно к юго-западу от дома Киннейл... Джеймс Уатт (1736–1819) изобрел свою улучшенную паровую машину в 1765 году.
- ^ «Дом Киннейла» . Историческая Шотландия . Проверено 26 апреля 2014 г.
На территории находятся руины коттеджа Джеймса Уотта.
- ^ Перейти обратно: а б с д Кроули, TE (1982). Лучевой двигатель . Издательство Сенесио. стр. 44–45. ISBN 0-906831-02-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Уилсон, ПН (1963). «Водные тягачи». Инженерное наследие . Том. I. Институт инженеров-механиков . стр. 58–59.
- ^ Араго, М. (1838). Историческая элоги Джеймса Уотта . Лондон. п. 88.
впускайте пар до тех пор, пока одна четверть расстояния между ним и следующим клапаном не заполнится паром, закройте клапан, и пар будет продолжать расширяться и давить на колесо с уменьшающейся силой.
- ↑ Письмо Гилберту Мисону , 24 апреля 1777 г., Boulton & Watt colln.
- ^ Перейти обратно: а б Джозеф Харрисон, коллекция Музея науки
- ↑ Письмо Ватту, 18 августа 1777 г., Boulton & Watt colln.
- ↑ Письмо Бултону, 20 сентября 1777 г., Boulton & Watt colln.
- ^ Письмо Ватта Бултону, 1781 г., Boulton & Watt colln.
- ^ Кроули, Теренс Элдон (1 января 1986 г.). Лучевые двигатели . Принцы Рисборо: Публикации Шира. стр. 9, 12. ISBN 978-0-85263-802-6 .
- ^ Сторер, Джей Ди (1969). Простая история парового двигателя . Лондон: Джон Бейкер. п. 58. ИСБН 0-212-98356-3 .
- ^ «Премия инженерного наследия» . ИМечЕ . п. 12.
- ^ Перейти обратно: а б Дикинсон и Дженкинс, 1927 г. , гл. IX, Насосный двигатель одностороннего действия , стр. 111–119.