Un lanzamiento de nafta , a veces llamado "lanzamiento de vapor", era un lanzamiento de motor pequeño , impulsado por un motor de nafta . Eran un diseño particularmente estadounidense, creado por una ley local que hacía que no fuera práctico usar una lancha de vapor para uso privado.
Lanzamiento de nafta
En la década de 1880, la pequeña máquina de vapor estaba bien establecida como unidad de potencia para lanchas de vapor pequeñas , así como para barcos grandes. Sin embargo, la ley estadounidense, impulsada por algunas explosiones de calderas pasadas , requería que todos los barcos de vapor llevaran un ingeniero autorizado en todo momento. Aunque esto no supuso ninguna dificultad para una embarcación comercial, impidió que las lanchas de vapor pequeñas se utilizaran con fines personales y recreativos. Convertirse en tal ingeniero requería un aprendizaje de dos años antes. Uno de los pocos aficionados que logró esto y se convirtió en su propio ingeniero fue Rosamund Burgess, esposa del diseñador de barcos Starling Burgess . [1]
Una alternativa más popular al lanzamiento de vapor fue el lanzamiento de nafta, que utilizó una fuente de energía alternativa. [2] Los anuncios de la época usaban la frase deliberada: "¡Cada hombre su propio ingeniero!" [3] para resaltar esta restricción legal.
Orígenes
El primer lanzamiento de nafta parece haber sido británico, según se informó en la revista francesa La Nature en 1888. [4] Este lanzamiento, Zephyr , fue invento de Alfred Yarrow , un conocido constructor de lanzamientos de vapor durante algunos años antes. La empresa suiza Escher Wyss AG produjo lanzamientos similares en el mismo año . [5] Uno de ellos fue el elegante balandro Mignon , de Alfred Nobel , con casco de aluminio , de 1892. Otro, también de aluminio, fue el Aluminia de 1894.
Los primeros lanzamientos de nafta estadounidenses registrados fueron los de la empresa Ofeldt de Nueva York, que más tarde se haría conocida como fabricantes de motores de nafta. [5] Describieron esto como el sistema 'Essh', y pueden haber sido licenciatarios de las patentes de Escher Wyss. Además de Ofeldt, Gas Engine and Power Co. de Nueva York también ofreció lanzamientos completos . En 1890 afirmaron haber vendido más de 500. [6]
Lanzamientos típicos
El lanzamiento típico de nafta fue un lanzamiento abierto de alrededor de 24 pies (7,3 m) de longitud. Se trataba de embarcaciones de recreo destinadas a ser utilizadas en excursiones con buen tiempo. [7] [8] Después de todo, un barco comercial con una tripulación profesional no sufriría el problema regulatorio que llevó a su invención. Los lanzamientos de nafta aparecieron en los mejores círculos, en los mejores clubes náuticos [9] y bajo la propiedad de algunos nombres célebres. [10]
Ejemplos de supervivencia
Hoy sobreviven pocos ejemplos. Algunas fuentes afirman una, [11] otras cuatro. [12]
- "Lanzamiento de nafta 'Frieda ' " . Museo Marítimo de los Lagos de Minnesota . Archivado desde el original el 23 de julio de 2008.
Se cree que esta elegante nave de 22 'de largo es una de las cuatro que existen.
- "Museo de Barcos Antiguos" . Museo de barcos antiguos , Nueva York. Archivado desde el original el 3 de enero de 2009.
Colección del museo, con lo que se cree que es el último lanzamiento de nafta superviviente
Motor de nafta
El motor de nafta es un motor de combustión externa , generalmente similar al tipo de máquina de vapor pequeña que ya se usa para lanchas de vapor . El fluido de trabajo es nafta , que inusualmente también se utiliza como combustible líquido para alimentar la caldera. La apariencia es similar a un lanzamiento de vapor, con una pequeña caldera vertical y cilindros verticales.
El quemador de un motor de nafta utiliza la propia nafta, y es similar al que se utiliza para los vagones de vapor . Aunque estos quemadores de combustible líquido tan convenientes y autorregulables también se utilizaron en lanchas de vapor, la mayoría de las lanchas en el momento del apogeo de la máquina de nafta todavía usaban combustible sólido.
- Acuerdo General
Para evitar problemas de condensación prematura, las unidades de motor y caldera se montaron juntas. Los motores eran motores de expansión simple vertical de acción simple de tres cilindros , con un espaciado de cigüeñal de 120 °, para poder arrancar automáticamente sin problemas de punto muerto. [I]
- Caldera
Las calderas eran de forma monotubo en espiral . Estos eran generadores de vapor de "tubo de agua" de un solo paso , donde el líquido en un extremo del tubo hervía cuando llegaba al final, sin ninguna circulación en bucle. Calderas similares, aunque con agua y vapor convencionales, también se utilizaron para vagones de vapor como el White . La caldera estaba montada directamente encima del motor y encerrada en una carcasa de cobre o latón pulido con un embudo corto en la parte superior. El propósito del embudo era simplemente ventilar los vapores sobre las cabezas de los pasajeros, en lugar de actuar como una corriente de aire para atraer el fuego.
- Quemador
A diferencia del carbón o la madera, los quemadores de chorro utilizados no requerían tiro adicional. [ii] La caldera se encendió con un quemador de chorro de presión, extrayendo una pequeña cantidad de nafta presurizada de la caldera. [5] Un tubo prominente y un embudo en la parte delantera de la carcasa de la caldera (a veces confundido con un silbato) es la entrada de aire. El chorro de combustible se mezcla con el flujo de aire hacia abajo en este tubo vertical, luego el aire mezclado y el combustible se alimenta a un quemador en forma de anillo dentro de la carcasa de la caldera. Para el arranque, se utilizó una bomba de aire manual para presurizar el tanque de combustible y estimular el flujo de combustible, junto con el precalentamiento de la bobina del quemador encendiendo un poco del combustible en una bandeja debajo de él. [5]
No había válvula de mariposa ni regulador para controlar la velocidad del motor. Como se usaba comúnmente en las calderas monotubo en espiral de un solo paso, la potencia del quemador se regulaba en su lugar con la válvula de combustible y la caldera respondía lo suficientemente rápido como para que esto fuera suficiente. [13]
- Motor
La lubricación del motor la realizaba el propio combustible, recogido en un cárter húmedo sellado debajo del cárter. El combustible de nafta [iii] era un lubricante aceptable y esto evitaba el problema de separar el aceite lubricante del vapor de combustible condensado que pasa por los sellos de los aros del pistón. Sin embargo, requirió un sellado cuidadoso del cárter. [5]
El engranaje de válvulas del motor era simple, comparado con el de las máquinas de vapor contemporáneas . Un solo árbol de levas en cabeza giratorio corría por encima de los cilindros, paralelo al cigüeñal. Las excéntricas de este eje accionaban una válvula de corredera transversal para cada cilindro. El árbol de levas de la válvula se accionaba a la velocidad del motor [iv] mediante engranajes del cigüeñal. Un volante prominente en el árbol de levas permitió que el motor se invirtiera, de manera similar al engranaje de la válvula excéntrica deslizante al cambiar la fase del árbol de levas en relación con el cigüeñal. [5]
- Condensadores
Se utilizaron condensadores externos refrigerados por agua, tuberías simples que se ejecutan debajo del casco, a lo largo de la quilla. [5] A pesar de los riesgos obvios de daño por puesta a tierra , estos parecen haber causado pocos problemas en el servicio. El depósito de combustible estaba en la parte delantera del barco, bien alejado del motor y con riesgo de incendio. Este tanque de combustible fue presurizado por la nafta de retorno, evitando la necesidad de una bomba de combustible.
- Punto de ebullición bajo
Una de las características atractivas que llevó a los inventores a considerar la nafta como un fluido de trabajo fue su bajo punto de ebullición , en comparación con el agua. Esto permite construir un motor relativamente simple, aunque en realidad representa una limitación en la eficiencia de dicho motor. En ese momento, la termodinámica ya era una ciencia avanzada y los físicos, si no todos los ingenieros, entendían bien las limitaciones de los ciclos termodinámicos . Al limitar el rango de temperaturas entre las cuales funcionó el motor, esto en realidad reduce la eficiencia potencial del motor, en lugar de aumentarla. [14]
Un uso anterior de fluidos de bajo punto de ebullición había sido el motor de éter de Du Tremblay de la década de 1850. [14] Esto se usó para un ciclo de fondo como una adición a una máquina de vapor. El calor residual rechazado a través del condensador de la máquina de vapor se utilizó para hervir el éter y accionar un segundo cilindro.
Otras variantes
- Frank W. Ofeldt
El inventor sueco-estadounidense Frank Waldemar Ofeldt (1836-1904) también diseñó el motor Alco Vapor, vendido por Alco Vapor Launch Co. [15] [6] Este quemaba queroseno y usaba alcohol (probablemente 'alcohol de madera' o metanol ) como trabajando fluidamente. Esta puede haber sido una medida para evitar las patentes de Escher Wyss.
Más tarde, Ofeldt también diseñó una caldera de vapor de tubo de agua más convencional que genera vapor. Esto era similar al patrón " Lune Valley ", un tambor central rodeado por tubos de agua en espiral, pero con espirales irregulares en forma de cuña en lugar de un simple círculo. [dieciséis]
- Motor 'simplex'
El "motor Simplex Naptha" construido por Chas. Willard de Chicago era más parecido a un motor de gas de combustión interna con encendido por chispa temporizado . [17] Está fuera del alcance de este artículo.
Peligros y explosiones
A pesar de los peligros obvios y los informes ocasionales de incendios, [18] [v] el lanzamiento de nafta parece haber funcionado razonablemente bien y con seguridad.
Modelos
El motor de nafta no es muy conocido entre los ingenieros de modelos, pero se ha construido al menos una reproducción detallada. [20]
En la cultura popular
En la novela de 1921 de la popular serie " Tom Swift ", " Tom Swift Among the Fire Fighters " , [21] el héroe rescata a los pasajeros con la ayuda de un lanzamiento de nafta, describiéndolo como "anticuado". El autor también comenta que son "un poco traicioneros" a la luz. [21]
Locomotora de naftalina
Schneider-Creusot en Francia en 1913 construyó una locomotora de ferrocarril con naftaleno sólido . No tenía relación con el motor de nafta. Era un motor de combustión interna de 70 CV, similar a un motor de gasolina y parafina , que funcionaba como un motor de gasolina y, una vez arrancado y calentado, podía cambiarse a naftaleno simplemente como combustible más barato. La naftaleno se fundió y se vaporizó mediante una camisa de agua, calentada por el motor. [22]
Ver también
- Ciclo de Rankine orgánico
Referencias
- ^ Habrían sido posibles otras configuraciones, pero no se conoce ninguna en este momento.
- ↑ Esta pequeña chimenea, comparada con la de una lancha de vapor, es un rasgo de identificación de los lanzamientos de nafta en fotografías antiguas.
- ^ El combustible de este período estaba más cerca de la parafina o el queroseno moderno de lo que hoy conocemos como gasolina o gasolina.
- ^ El árbol de levas operaba a la velocidad del cigüeñal del motor, como una máquina de vapor o un motor de dos tiempos , pero a diferencia del árbol de levas de un motor de cuatro tiempos que funciona a la mitad de la velocidad del cigüeñal.
- ↑ Bertha E. Hedtler, de 12 toneladas, sequemó en la isla Ram en el río Merrimack en Massachusetts en agosto de 1903 . [19]
- ^ Barry, James P. (2003). Barcos a motor estadounidenses: Los años dorados de los Grandes Lagos . Libros de motor clásicos. págs. 10-13. ISBN 0-7603-1466-7.
- ^ Durant, Kenneth (1976). El lanzamiento de Naptha .
- ^ "Museo Marítimo de los Lagos de Minnesota" (PDF) . Museo Marítimo de los Lagos de Minnesota. Archivado desde el original (PDF) el 27 de julio de 2011.
- ^ Gaston Tissandier (21 de julio de 1888). "Le Bateau A Petrole de M. Lenoir" . La Nature (en francés): 73., informado en DSelf, Naptha
- ^ a b c d e f g Douglas Self . "Impulsado por gasolina hirviendo" . Museo de Tecnología Retro .
- ^ a b "Motores marinos de nafta" . www.oldmarineengine.com - Motor marino antiguo.
- ^ HC Barley (mayo de 1899). "Primer lanzamiento de Naptha en el lago Bennett" (fotografía). www.tc.gov.yk.ca - Base de datos de imágenes de archivos de Yukon.
- ^ "Excursión de cola de abanico. Cartel publicitario de 1996 recrea una escena de principios de siglo" . Sociedad de barcos antiguos y clásicos de Nueva Inglaterra. 1996. Archivado desde el original el 27 de julio de 2011.
Una pareja debidamente vestida, sentada en sus tumbonas de mimbre, se dirige a la bahía en una lancha de cola de popa de nafta de la década de 1890.
- ^ "Naptha Launch Getty, construido por Julius Peterson 1902. Motor Kipp construido en Ossining" .
Notas del Yacht Club: J Morris Vail compró un nuevo lanzamiento de nafta llamado "Getty" de Julius Peterson de Tarrytown. Su longitud total es de 28 pies, manga de 6 pies y 2 pulgadas, y el motor es de dos ciclos Kipp de siete caballos de fuerza. El barco tiene una popa de torpedo y una parte superior de pie. La nueva llegada parece ser inteligente y será una excelente adición a la flota.
- ^ "Informe judicial de Forrest v. William K. Vanderbilt, Jr., una disputa sobre la propiedad de una lancha nafta, supuestamente licitada para el yate 'Carmita ' " . Abril de 1900.
- ^ Museo de barcos antiguos
- ^ Museo Marítimo de Minnesota Lakes
- ^ JA Crabtree (1970). "El Control Automático de Calderas Pequeñas". Transacciones de la Sociedad Newcomen . 43 : 93-112. doi : 10.1179 / tns.1970.007 .
- ^ a b Douglas Self . "Motores de éter" . Museo de Tecnología Retro .
- ^ "Frank Waldemar Ofeldt" . findagrave.com . Consultado el 8 de abril de 2016 .
- ^ Albert, Schleswig-Holstein (30 de abril de 2006). "Caldera de vapor Ofeldt" .
- ^ Hawkins, N. (1897). Motor Simplex Naptha . Nuevo catecismo de la máquina de vapor . Nueva York: Theo Audel. págs. 308-309.
- ^ "NAPHTHA LAUNCH ABLAZE .; Menaces Yachts en el Rendezvous del New York Yacht Club" . The New York Times . 26 de julio de 1904.
- ^ Departamento de comercio y trabajo Oficina de navegación Trigésimo octava lista anual de buques mercantes de los Estados Unidos para el año que finaliza el 30 de junio de 1906 , Washington, DC: Imprenta del gobierno, 1906, p. 385.
- ^ "Un modelo de motor de lanzamiento de nafta, de los dibujos de patentes de 1887 de Frank W. Ofeldt" .
- ^ a b Victor Appleton ( sic. La serie fue escrita por una variedad de escritores) (1921). Tom Swift entre los bomberos .
... encendió la nafta y arrojó una cerilla encendida para encenderla, este acto le salvó la mano. Los motores de nafta son un poco traicioneros.
- ^ "Locomotora francesa utiliza naftalina como combustible" . Mecánica popular . Mayo de 1914. p. 413.