George Bailey Brayton fue un inventor e ingeniero mecánico estadounidense . Se destacó por introducir el motor de presión constante que es la base de la turbina de gas , y que ahora se conoce como ciclo de Brayton .
George Bailey Brayton | |
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Nació | 3 de octubre de 1830 |
Fallecido | 17 de diciembre de 1892 | (62 años)
Nacionalidad | americano |
Motor listo de Brayton
En 1872 George Brayton patentó un motor de combustión interna de presión constante , inicialmente usando gas vaporizado pero luego usando combustibles líquidos como queroseno y aceite , conocido como el motor listo de Brayton , [1] [2] El motor usaba un cilindro para la compresión, un depósito receptor. y un cilindro de potencia / expansor separado en el que los productos de la combustión se expandieron durante la carrera de potencia. La diferencia significativa con otros motores de combustión interna accionados por pistón es que los dos cilindros están dispuestos de modo que la mezcla de combustible / aire se queme progresivamente a presión constante a medida que se transfiere desde el cilindro del compresor y el depósito al cilindro de trabajo / expansión. En la versión original se creaba una mezcla de gas / aire mediante un carburador de vapor , [3] luego se comprimía y se almacenaba en un depósito donde se encendía y luego se introducía en un cilindro de expansión. Se utilizó una gasa / malla metálica para evitar que la combustión regresara al depósito. Sin embargo, a veces la malla fallaba, lo que provocaba un retroceso o una explosión. En 1874 Brayton presentó una patente para un sistema de inyección de combustible líquido. En esta versión, el combustible se introdujo a medida que el aire pasaba al cilindro de expansión, eliminando así el problema de explosión. [2] La ignición siguió siendo una llama piloto. El principio se denominó combustión a presión constante y Sir William Siemens c1861 lo intentó sin éxito utilizando un motor de 4 cilindros con una cámara de combustión separada. Brayton no solo logró el éxito en hacer funcionar el ciclo de presión constante, sino que también fabricó y comercializó un producto comercial.
Los motores de ciclo Brayton fueron algunos de los primeros motores que se utilizaron para la potencia motriz. En 1881, John Philip Holland utilizó un motor Brayton para impulsar el primer submarino autopropulsado exitoso del mundo, el Fienian Ram. [4]
También el automóvil Selden de 1878 usaba un motor de ciclo Brayton. Este diseño nunca funcionó realmente. Cuando el motor Brayton se aplicó a un ómnibus en 1878 como parte de un proyecto entre Brayton y los ingenieros George y James Fawcett, este último describió el intento como un "fracaso total". [5]
El ciclo de funcionamiento del motor, incluidos los dibujos seccionales y los diagramas de indicadores para las versiones de gas y petróleo. Los detalles de la forma en que se introdujo el combustible líquido se describen en 11 páginas del libro Gas and Oil Engines de Dugald Clerk . [6] El motor de petróleo en estas pruebas fue fabricado por "New York and New Jersey Ready Motor Company". A esto le sigue un análisis similar del motor de Simon, que fue una adaptación del motor Brayton fabricado por Louis Simon & Sons, en Nottingham, Reino Unido, y comercializado como The Eclipse Silent Gas Engine . El motor Simon tenía una complejidad adicional en el sentido de que inyectaba algo del agua / vapor calentado por el motor / escape en el motor. Los diagramas de indicadores para este motor también son reportados por Dugald Clerk y muestran que la adición de agua tiene poco mérito en términos de producción de energía, el enfriamiento de los gases y la expansión del vapor se compensan entre sí.
Debido a que el motor Brayton tenía una combustión lenta y progresiva de la mezcla de combustible / aire, era posible mantener una llama piloto, por lo que el motor, una vez encendido, no necesitaba ningún tipo de sistema de encendido. [7] La eficiencia medida del motor de gas era intermedia entre la de los motores Lenoir / Hugon y el motor atmosférico de Otto & Langen , pero el motor Brayton de combustible líquido tenía la ventaja de no requerir suministro de gas.
El primer motor de gas Brayton tenía la velocidad del motor regulada variando el punto de corte para la admisión de los gases quemados en el cilindro de potencia, y las admisiones de gas y aire a la bomba se regulaban de manera similar para mantener la presión del depósito. El motor de combustible líquido informado por Clerk solo regulaba el corte del cilindro de potencia y usaba una válvula de alivio de presión para limitar la presión de aire del depósito. El depósito del motor Brayton permitió que se pusiera en marcha fácilmente si permanecía presurizado, aunque Clerk afirma que "las fugas y pérdidas eran tan frecuentes que el aparato era de poca utilidad". [6]
El motor de Brayton se exhibió en la Exposición del Centenario en Filadelfia en 1876, y la variante de Simon se exhibió en la Exposición de París de 1878 , y durante algunos años fue bien considerada, pero en poco tiempo el motor Otto se hizo más popular. Sin embargo, se consideró el primer motor de aceite seguro y práctico y también sirvió de inspiración para George B. Selden . Como motor de producción, el diseño evolucionó con el tiempo y, según Henry de Graffigny en Gas and Petroleum Engines , estaba disponible tanto en forma vertical como horizontal. [8]
Un motor Brayton se conserva en el Smithsonian Institution en el museo de historia estadounidense, y un motor Brayton posterior que impulsó uno de los primeros submarinos de John Philip Holland se conserva en el Museo Paterson en el distrito histórico Old Great Falls de Paterson, Nueva Jersey . [9]
Contribuciones de Brayton al motor diesel
En 1890 Brayton patentó un motor de 4 tiempos con un sistema de inyección de combustible por chorro de aire. Los primeros motores de Rudolf Diesel usaban un sistema de atomización por chorro de aire que era muy similar al de Brayton. A diferencia del motor de Diesel, el motor de Brayton tenía una compresión bastante baja. La fuente de ignición era una malla de platino que brillaba constantemente. [10] [11]
Ver también
Referencias
- ^ Borth, Christy. Maestros de la producción en masa, p. 152, Bobbs-Merrill Company, Indianápolis, IN, 1945.
- ^ a b "MEJORA EN MOTORES DE GAS (Patente nº 125166)" . Búsqueda de patentes de Google . Consultado el 29 de julio de 2007 .
- ^ Frank A. Taylor (1939), "Catálogo de las colecciones mecánicas de la División de Ingeniería" , Boletín 173 del Museo Nacional de los Estados Unidos, Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos, p. 147
- ^ Carnero de Fienian
- ^ De una carta a George Fritz: Lamento mucho decir que el automóvil no funcionó, el motor no pudo moverlo. Me pides que te explique lo que quiero decir con fracaso. Quiero decir que el plan del Sr. B de hacer funcionar el automóvil con ese "pasatiempo" suyo, la "circulación de fluidos", fue un fracaso total, a pesar de su contradicción; nosotros, por consejo suyo, lo abandonamos y aplicamos cadenas, pero el motor no movía el auto con ellas, ni siquiera resbalaba las ruedas en el suelo mojado, sino que se paraba, por lo que decidimos renunciar. Me gustaría que me proporcionara información sobre el experimento que hizo en Prov. Hace algunos años, cuánto hizo el motor, cómo logró mantenerlo frío y qué grado subió, y, de hecho, todo lo relacionado con él, si no sería demasiado problema para usted. Yo, como ganso que era, puse toda mi fe en lo que decían los B y sus amigos y ni siquiera pregunté a terceros. Me quedo, tu amigo Jim.
J. Harold Byers: El caso Selden. - ↑ a b Dugald Clerk, Gas and Oil Engines , Longman Green & Co, 1897.
- ^ "Motor de George Brayton" . Hoy en la historia de la ciencia . Consultado el 29 de julio de 2007 .
- ^ Henry de Graffigny (traducido del francés), Motores de gas y petróleo , Whittaker, Londres, 1898
- ^ "Submarinos de Holanda" . Amigos de Paterson de las Grandes Cataratas. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2007 . Consultado el 29 de julio de 2007 .
- ^ Fuente: Revista de Cassier, junio de 1893, págs. 155-157 [1]
- ^ "Ingeniería" 15 de julio de 1892 [2]
enlaces externos
- Breve biografía en el sitio web de ASME