Запуск нафты

Запуск нафты , иногда называемый «паровым запуском», представлял собой небольшой моторный запуск , приводимый в действие двигателем, работающим на нафте . Это была чисто американская разработка, созданная на основе местного закона, который делал непрактичным использование парового катера в личных целях.

Запуск нафты

К 1880-м годам малая паровая машина прочно зарекомендовала себя в качестве силовой установки для небольших паровых катеров , а также для больших лодок. Однако закон США, вызванный некоторыми прошлыми взрывами котлов , требует, чтобы на всех пароходах всегда находился лицензированный инженер. Хотя для коммерческого судна это не представляло трудности, но не позволяло использовать небольшие паровые катера в личных и развлекательных целях. Чтобы стать таким инженером, нужно было предварительно пройти двухлетнее обучение. Одним из немногих любителей, добившихся этого и ставших 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 рекламных объявлениях того периода использовалась намеренная фраза: «Каждому свой инженер!» ^{[ 3 ]} чтобы подчеркнуть это правовое ограничение.

Происхождение

Судя по всему, первый запуск нафты был осуществлен в Великобритании, о чем сообщалось во французском журнале La Nature в 1888 году. ^{[ 4 ]} Этот катер, «Зефир» , был изобретением Альфреда Ярроу , известного несколько лет назад изготовителя паровых катеров. Подобные пуски в том же году произвела швейцарская компания Escher Wyss AG . ^{[ 5 ]} Одним из них был Альфреда Нобеля изящный с алюминиевым корпусом шлюп « Миньон» 1892 года выпуска. Другим, также из алюминия, была «Алюминия» 1894 года.

Первыми зарегистрированными выпусками нафты в Америке были запуски компании Ofeldt из Нью-Йорка, которая позже стала широко известна как производитель двигателей нафты. ^{[ 5 ]} Они описали это как систему «Эсш» и, возможно, были лицензиатами патентов Эшера Висса. Помимо Офельдта, комплексные запуски также предлагала компания Gas Engine and Power Co. из Нью-Йорка. К 1890 году они утверждали, что продали более 500 экземпляров. ^{[ 6 ]}

Типичные запуски

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 проблем с регулированием, которые привели к их изобретению. Катера «Нафта» появились в высших кругах, в лучших яхт-клубах. ^{[ 9 ]} и находится в собственности некоторых знаменитых имен. ^{[ 10 ]}

Сохранившиеся примеры

Сегодня сохранились немногие примеры. Некоторые источники утверждают одно, ^{[ 11 ]} остальные четыре. ^{[ 12 ]}

«Запуск нафты «Фрида» » . Морской музей Миннесота-Лейкс . Архивировано из оригинала 23 июля 2008 г. Считается, что это гладкое 22-футовое судно является одним из четырех существующих.
«Музей старинных лодок» . Музей старинных лодок , Нью-Йорк. Архивировано из оригинала 3 января 2009 г.

Нафта двигатель

Двигатель нафты представляет собой двигатель внешнего сгорания , в целом похожий на небольшой паровой двигатель, который уже используется для паровых запусков . Рабочей жидкостью является нафта , которая также используется в качестве жидкого топлива для питания котла. Внешний вид похож на паровой катер, имеющий небольшой вертикальный котел и вертикальные баллоны.

В горелке двигателя, работающей на нафте, используется сама нафта, и она аналогична той, которая используется в паровых автомобилях . Хотя такие удобные и саморегулирующиеся жидкотопливные горелки применялись и на паровых запусках, большинство запусков во времена расцвета нафтовых двигателей все еще работало на твердом топливе.

Общее расположение

Во избежание проблем преждевременной конденсации агрегаты двигателя и котла были смонтированы вместе. Двигатели представляли собой трехцилиндровые односторонние вертикальные двигатели простого расширения с расстоянием между коленчатыми валами 120 °, обеспечивающие самозапуск без проблем с мертвой точкой. ^{[ я ]}

Котел

Котлы имели спиральную однотрубную форму. Это были одноходовые с «водяными трубками» [ sic ] парогенераторы , в которых жидкость на одном конце трубки закипала к моменту достижения конца без какой-либо замкнутой циркуляции. Подобные котлы, хотя и с обычными водой и паром, применялись и для паровых машин типа « Белый» . Котел устанавливался непосредственно над двигателем и заключался в кожух из полированной латуни или меди с короткой воронкой наверху. Целью воронки было просто выпустить дым над головами пассажиров, а не действовать как тяга, вызывающая огонь.

Горелка

В отличие от угля или дров, используемые струйные горелки не требовали дополнительной тяги. ^{[ ii ]} Котел зажигался с помощью струйной горелки, при этом из котла выпускалось небольшое количество нафты под давлением. ^{[ 5 ]} Выступающая трубка и воронка на передней части корпуса котла (иногда принимаемая за свисток) являются воздухозаборником. В этой вертикальной трубе струя топлива смешивается с нисходящим потоком воздуха, затем смешанный воздух и топливо подаются в кольцевую горелку внутри корпуса котла. Для запуска использовался ручной воздушный насос для создания давления в топливном баке и обеспечения потока топлива, а также для предварительного нагрева змеевика горелки путем поджигания небольшого количества топлива в поддоне под ним. ^{[ 5 ]}

Не было ни дроссельной заслонки, ни регулятора для регулирования частоты вращения двигателя. Как это обычно использовалось в одноходовых спиральных однотрубных котлах, вместо этого мощность горелки регулировалась с помощью топливного клапана, и котел реагировал достаточно быстро, чтобы этого было достаточно. ^{[ 13 ]}

Двигатель

Смазка двигателя осуществлялась самим топливом, собиравшимся в герметичном мокром картере под картером. Нафтовое топливо ^{[ iii ]} был приемлемой смазкой, и это позволяло избежать проблемы отделения смазочного масла от конденсированных паров топлива, просачивающихся через уплотнения поршневых колец. Однако это потребовало тщательной герметизации картера. ^{[ 5 ]}

Клапанный механизм двигателя был простым по сравнению с механизмом современных паровых двигателей . Один вращающийся верхний распределительный вал проходил над цилиндрами параллельно коленчатому валу. Эксцентрики на этом валу приводили в действие поперечный золотник каждого цилиндра. Распределительный вал клапанов приводился в движение со скоростью двигателя. ^{[ iv ]} шестернями коленчатого вала. Выступающий маховик на распределительном валу позволял реверсировать двигатель, аналогично эксцентриковому клапанному механизму, путем смещения фазы распределительного вала относительно коленчатого вала. ^{[ 5 ]}

Конденсаторы

Использовались внешние конденсаторы водяного охлаждения, под корпусом, по длине киля, проходили простые трубы. ^{[ 5 ]} Несмотря на очевидный риск повреждения из -за заземления , они, похоже, не доставили особых проблем в эксплуатации. Топливный бак находился в носовой части лодки, далеко от двигателя и риска возгорания. Этот топливный бак находился под давлением возвращающейся нафты, что позволяло избежать необходимости в топливном насосе.

Низкая температура кипения

Одной из привлекательных особенностей, которая впервые побудила изобретателей рассматривать нафту в качестве рабочей жидкости, была ее низкая температура кипения по сравнению с водой. Это позволяет построить относительно простой двигатель, хотя на самом деле это представляет собой ограничение эффективности такого двигателя. В то время термодинамика уже была передовой наукой, и ограничения термодинамических циклов были хорошо поняты физиками, если не всеми инженерами. Ограничивая диапазон температур, в которых работал двигатель, это фактически снижает потенциальный КПД двигателя, а не увеличивает его. ^{[ 14 ]}

Более ранним применением жидкостей с низкой температурой кипения была эфирная машина Дю Трамбле 1850-х годов. ^{[ 14 ]} Он использовался для нижнего цикла в качестве дополнения к паровому двигателю. Отходящее тепло, отводимое через конденсатор паровой машины, использовалось для кипячения эфира и привода второго цилиндра.

Другие варианты

Фрэнк В. Офельдт

Шведско-американский изобретатель Фрэнк Вальдемар Офельдт (1836–1904) также разработал двигатель Alco Vapor, продаваемый компанией Alco Vapor Launch Co. ^{[ 6 ]} Он сжигал керосин и использовал спирт (вероятно, «древесный спирт» или метанол ) в качестве рабочей жидкости. Возможно, это была мера, позволяющая обойти патенты Эшера Висса.

Позже Офельдт также разработал более традиционный парогенерирующий водотрубный паровой котел. Это было похоже на узор « Лунная долина »: центральный барабан, окруженный спиральными водяными трубками, но с неровными клиновидными змеевиками, а не с простым кругом. ^{[ 15 ]}

«Симплекс» двигатель

«Двигатель Simplex Naptha», построенный Часом. внутреннего сгорания Уиллард из Чикаго был больше похож на газовый двигатель с искровым зажиганием по времени . ^{[ 16 ]} Это выходит за рамки данной статьи.

Опасности и взрывы

Несмотря на очевидные опасности и периодические сообщения о пожарах, ^{[ 17 ]}^{[ v ]} запуск нафты, судя по всему, прошел достаточно хорошо и безопасно.

Модели

Двигатель нафты малоизвестен среди инженеров-модельеров, но по крайней мере одна его подробная копия была построена. ^{[ 19 ]}

В популярной культуре

В романе 1921 года из популярной о Томе Свифте серии «Том Свифт среди пожарных » ^{[ 20 ]} герой спасает пассажиров с помощью бензинового катера, называя это «старомодным». Автор также комментирует, что они «немного предательны» для света. ^{[ 20 ]}

Нафталиновый локомотив

Железнодорожный локомотив, использующий твердый нафталин, был построен фирмой Шнейдер-Крезо во Франции в 1913 году. К нафтаному двигателю он не имел никакого отношения. Это был двигатель внутреннего сгорания мощностью 70 л.с., аналогичный бензино-парафиновому двигателю , который работал как бензиновый двигатель и после запуска и прогрева мог быть переведен на нафталин просто как на более дешевое топливо. Нафталин расплавлялся и испарялся в водяной рубашке, нагреваемой двигателем. ^{[ 21 ]}

См. также

Органический цикл Ренкина

Ссылки

^ Возможны были и другие конфигурации, но на данный момент ни одна из них не известна.
^ Эта короткая дымовая труба по сравнению с трубой парового катера является отличительным признаком запусков нафты на старых фотографиях.
^ Топливо того периода было ближе к современному парафину или керосину, чем к тому, что мы знаем сегодня как бензин или бензин.
^ Распределительный вал работал со скоростью коленчатого вала двигателя, как паровой двигатель или двухтактный двигатель , но в отличие от распределительного вала четырехтактного двигателя , который работает с половиной частоты вращения коленчатого вала.
^ 12-тонный корабль Берта Э. Хедтлер сгорел на острове Рам на реке Мерримак в Массачусетсе в августе 1903 года . ^{[ 18 ]}

^ Барри, Джеймс П. (2003). Американские моторные лодки: золотые годы Великих озер . Классические мотоциклы. стр. 10–13. ISBN 0-7603-1466-7 .
^ Дюрант, Кеннет (1976). Запуск нафты .
^ «Морской музей Миннесота-Лейкс» (PDF) . Морской музей Миннесота-Лейкс. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г.
^ Гастон Тиссандье (21 июля 1888 г.). «Бато Петроль де М. Ленуар» . La Nature (на французском языке): 73. , сообщается в DSelf, Naptha.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Дуглас Селф . «Приведено в действие кипящим бензином» . Музей ретро-техники .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Нафта Судовые двигатели» . www.oldmarineengine.com — Старый морской двигатель.
^ ХК Барли (май 1899 г.). «Первый запуск нафты на озере Беннетт» (фотография). www.tc.gov.yk.ca — База данных изображений архива Юкона.
^ «Экскурсия Fantail. Рекламный плакат 1996 года воссоздает сцену начала века» . Общество антикварных и классических лодок Новой Англии. 1996. Архивировано из оригинала 27 июля 2011 г. Правильно одетая пара, сидящая в плетеных шезлонгах, отправляется в бухту на катере 1890-х годов с веерным хвостовым оперением, работающим на бензине.
^ «Naptha Launch Getty, построенный Джулиусом Петерсоном в 1902 году. Двигатель Киппа, построенный в Оссининге» . Заметки яхт-клуба — Дж. Моррис Вейл купил новый катер, работающий на нафте, под названием «Getty» 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. Лодка имеет торпедный катер в корме и стоящий сверху. Новинка выглядит умной и станет прекрасным дополнением к флоту.
^ «Отчет суда по делу Форрест против Уильяма К. Вандербильта-младшего, спор по поводу права собственности на катер нафты, предположительно предназначенный для яхты «Кармита» » . Апрель 1900 года.
^ Музей старинных лодок
^ Морской музей Миннесота-Лейкс
^ Дж. А. Крэбтри (1970). «Автоматическое управление малыми котлами». Труды Общества Ньюкомена . 43 : 93–112. дои : 10.1179/tns.1970.007 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Дуглас Селф . «Эфирные двигатели» . Музей ретро-техники .
^ Альберт, Шлезвиг-Гольштейн (30 апреля 2006 г.). «Паровой котел Офельдт» .
^ Хокинс, Н. (1897). Симплексный двигатель нафты . Нью-Йорк: Тео Одель. стр. 308–309. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
^ «Горит катер нафты; угрожают яхтам на месте встречи в яхт-клубе Нью-Йорка» . Нью-Йорк Таймс . 26 июля 1904 года.
^ Бюро навигации Министерства торговли и труда, Тридцать восьмой ежегодный список торговых судов Соединенных Штатов за год, закончившийся 30 июня 1906 года , Вашингтон, округ Колумбия: Правительственная типография, 1906, стр. 385.
^ «Модель стартового двигателя нафты из патентных рисунков Фрэнка В. Офельдта 1887 года» .
^ Перейти обратно: ^а ^б Виктор Эпплтон ( так в оригинале, сериал был написан разными писателями) (1921). Том Свифт среди пожарных . ... он включил бензин и бросил горящую спичку, чтобы зажечь ее, тем самым спася себе руку. Двигатели, работающие на нафте, немного коварны.
^ «Французский локомотив использует нафталин в качестве топлива» . Популярная механика . Май 1914 г. с. 413.

[13] Возможны были и другие конфигурации, но на данный момент ни одна из них не известна.

[14] Эта короткая дымовая труба по сравнению с трубой парового катера является отличительным признаком запусков нафты на старых фотографиях.

[16] Топливо того периода было ближе к современному парафину или керосину, чем к тому, что мы знаем сегодня как бензин или бензин.

[17] Распределительный вал работал со скоростью коленчатого вала двигателя, как паровой двигатель или двухтактный двигатель , но в отличие от распределительного вала четырехтактного двигателя , который работает с половиной частоты вращения коленчатого вала.

[23] 12-тонный корабль Берта Э. Хедтлер сгорел на острове Рам на реке Мерримак в Массачусетсе в августе 1903 года . ^{[ 18 ]}

[Barry,_American_powerboats-1] Барри, Джеймс П. (2003). Американские моторные лодки: золотые годы Великих озер . Классические мотоциклы. стр. 10–13. ISBN 0-7603-1466-7 .

[Durant,_1976-2] Дюрант, Кеннет (1976). Запуск нафты .

[Minnesota_Lakes_Maritime_Museum_brochure-3] «Морской музей Миннесота-Лейкс» (PDF) . Морской музей Миннесота-Лейкс. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г.

[4] Гастон Тиссандье (21 июля 1888 г.). «Бато Петроль де М. Ленуар» . La Nature (на французском языке): 73. , сообщается в DSelf, Naptha.

[DSelf,_Naptha-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Дуглас Селф . «Приведено в действие кипящим бензином» . Музей ретро-техники .

[oldmarineengine-6] Перейти обратно: ^а ^б «Нафта Судовые двигатели» . www.oldmarineengine.com — Старый морской двигатель.

[Yukon_Archives,_Barley,_Lake_Bennett-7] ХК Барли (май 1899 г.). «Первый запуск нафты на озере Беннетт» (фотография). www.tc.gov.yk.ca — База данных изображений архива Юкона.

[necacbs,_1996_poster-8] «Экскурсия Fantail. Рекламный плакат 1996 года воссоздает сцену начала века» . Общество антикварных и классических лодок Новой Англии. 1996. Архивировано из оригинала 27 июля 2011 г. Правильно одетая пара, сидящая в плетеных шезлонгах, отправляется в бухту на катере 1890-х годов с веерным хвостовым оперением, работающим на бензине.

[Shattemuc_YC,_Getty-9] «Naptha Launch Getty, построенный Джулиусом Петерсоном в 1902 году. Двигатель Киппа, построенный в Оссининге» . Заметки яхт-клуба — Дж. Моррис Вейл купил новый катер, работающий на нафте, под названием «Getty» 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. Лодка имеет торпедный катер в корме и стоящий сверху. Новинка выглядит умной и станет прекрасным дополнением к флоту.

[Court,_Forrest_v._Vanderbilt-10] «Отчет суда по делу Форрест против Уильяма К. Вандербильта-младшего, спор по поводу права собственности на катер нафты, предположительно предназначенный для яхты «Кармита» » . Апрель 1900 года.

[Antique_Boat_Museum-11] Музей старинных лодок

[Minnesota_Lakes_Maritime_Museum-12] Морской музей Миннесота-Лейкс

[15] Дж. А. Крэбтри (1970). «Автоматическое управление малыми котлами». Труды Общества Ньюкомена . 43 : 93–112. дои : 10.1179/tns.1970.007 .

[DSelf,_Ether-18] Перейти обратно: ^а ^б Дуглас Селф . «Эфирные двигатели» . Музей ретро-техники .

[Ofeldt_steam_boiler-19] Альберт, Шлезвиг-Гольштейн (30 апреля 2006 г.). «Паровой котел Офельдт» .

[New_Cathecism-20] Хокинс, Н. (1897). Симплексный двигатель нафты . Нью-Йорк: Тео Одель. стр. 308–309. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )

[NYT,_Blaze-21] «Горит катер нафты; угрожают яхтам на месте встречи в яхт-клубе Нью-Йорка» . Нью-Йорк Таймс . 26 июля 1904 года.

[merchantvessellist1906p385-22] Бюро навигации Министерства торговли и труда, Тридцать восьмой ежегодный список торговых судов Соединенных Штатов за год, закончившийся 30 июня 1906 года , Вашингтон, округ Колумбия: Правительственная типография, 1906, стр. 385.

[Model-24] «Модель стартового двигателя нафты из патентных рисунков Фрэнка В. Офельдта 1887 года» .

[Tom_Swift-25] Перейти обратно: ^а ^б Виктор Эпплтон ( так в оригинале, сериал был написан разными писателями) (1921). Том Свифт среди пожарных . ... он включил бензин и бросил горящую спичку, чтобы зажечь ее, тем самым спася себе руку. Двигатели, работающие на нафте, немного коварны.

[26] «Французский локомотив использует нафталин в качестве топлива» . Популярная механика . Май 1914 г. с. 413.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ я ]

[ ii ]

[ 13 ]

[ iii ]

[ iv ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ v ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 18 ]