El Pyréolophore [a] ( francés: [pi.ʁe.ɔ.lɔ.fɔʁ] ) fue uno de los primeros motores de combustión interna del mundo . Fue inventado a principios del siglo XIX en Chalon-sur-Saône , Francia, por los hermanos Niépce: Nicéphore (que pasó a inventar la fotografía ) y Claude . En 1807, los hermanos hicieron funcionar un prototipo de motor de combustión interna, y el 20 de julio de 1807 Napoleón Bonaparte otorgó una patente después de haber impulsado con éxito un barco río arriba en el río Saona .
Ou nouvelle Machine dont le principe moteur est l'air dilaté par le feu.
(Una nueva máquina cuyo principio impulsor es el aire dilatado por el fuego).
La solicitud de patente escrita por los hermanos Niépce en 1807 y concedida por Napoleón Bonaparte el 20 de julio de 1807 [1]
El Pyréolophore funcionó con lo que se creía que eran " explosiones de polvo controladas " de varios combustibles experimentales. Los combustibles incluían mezclas de polvo de Lycopodium (las esporas de Lycopodium o clubmoss ), polvo de carbón finamente triturado y resina.
Operando de forma independiente, en 1807 el ingeniero suizo François Isaac de Rivaz construyó el motor de Rivaz , un motor de combustión interna de hidrógeno. Estos proyectos prácticos de ingeniería pueden haber seguido el diseño teórico de 1680 de un motor de combustión interna por el científico holandés Christiaan Huygens . Las implementaciones separadas y prácticamente contemporáneas de este diseño en diferentes modos de transporte significa que el motor de Rivaz puede describirse correctamente como el primer uso de un motor de combustión interna en un automóvil (1808), mientras que el Pyréolophore fue el primer uso de un motor interno. motor de combustión en un barco (1807).
Investigación preliminar
Los hermanos Niépce vivían en Niza cuando comenzaron su proyecto para crear un motor basado en el principio recientemente definido de expansión del aire caliente durante una explosión. El desafío consistía en encontrar una forma de aprovechar la energía liberada en una serie de explosiones. [1]
En 1806, los hermanos Niépce habían presentado un artículo sobre su investigación a la Comisión Nacional Francesa de la Academia de Ciencias (en francés : Institute National de Science ). El veredicto de la Comisión fue:
El combustible que utiliza habitualmente MM. Niépce está compuesto por esporas de licopodio, cuya combustión es la más intensa y la más fácil; sin embargo, siendo este material costoso, lo sustituyeron por carbón pulverizado y lo mezclaron si era necesario con una pequeña porción de resina, que funciona muy bien, como lo demuestran muchos experimentos. En mm. La máquina de Niépces no se dispersa por adelantado ninguna porción de calor; la fuerza en movimiento es un resultado instantáneo, y todo el efecto combustible se usa para producir la dilatación que causa la fuerza en movimiento.
Prueba de concepto
En 1807, los hermanos construyeron y ejecutaron un prototipo de motor de combustión interna y recibieron una patente durante diez años de la Oficina de Artes y Oficios (en francés : Bureau des Arts et Métiers ) en París. [3] La patente fue firmada por el emperador Napoleón Bonaparte y fechada el 20 de julio de 1807, [1] el mismo año en que el ingeniero suizo François Isaac de Rivaz construyó y ejecutó un motor de combustión interna de hidrógeno. No está claro cuánto deben estos proyectos prácticos de ingeniería a los diseños teóricos de 1680 del científico holandés Christiaan Huygens . [1] [3]
El Pyréolophore funcionaba con explosiones controladas de polvo de varios combustibles experimentales, incluidas varias mezclas de polvo de carbón finamente triturado, polvo de Lycopodium y resina. Mientras tanto, De Rivaz estaba usando una mezcla de hidrógeno y oxígeno. [4]
Para demostrar la utilidad del Pyréolophore a la comisión de patentes, los hermanos lo instalaron en un barco, que impulsó río arriba en el río Saona . El peso total fue de 9 quintales, aproximadamente 900 kg (2,000 lb), [5] el consumo de combustible se informó como "ciento veinticinco granos por minuto" (aproximadamente 125 granos u 8 gramos por minuto), y el rendimiento fue de 12 –13 explosiones por minuto. El barco fue impulsado hacia adelante cuando el Pyréolophore succionó el agua del río en la parte delantera y luego la bombeó hacia la parte trasera. [1] Así, los Comisarios concluyeron que "la máquina propuesta bajo el nombre Pyreolophore por Mm. Niépce es ingeniosa, que puede resultar muy interesante por sus resultados físicos y económicos, y merece la aprobación de la Comisión". [1]
Operación
El funcionamiento del Pyréolophore se describió por primera vez en una reunión en la Academia de Ciencias el 15 de diciembre de 1806. Lazare Carnot señaló que "hubo un destello brillante de las 'esporas de licopodio' dentro de su máquina de cobre sellada ... Los hermanos Niépce, por su propio dispositivo y sin usar agua, han logrado crear una conmoción (explosión) en un espacio cerrado que es tan fuerte que los efectos parecen comparables a los de una máquina de vapor o una bomba contra incendios ”. [1]
El Pyréolophore operó como una serie de quemaduras discretas a una frecuencia de aproximadamente 12 por minuto para impulsar un bote. La energía se entregó en pulsos, cada pulso expulsando agua del tubo de escape del motor colocado debajo del bote y apuntando hacia su popa. El bote fue empujado hacia adelante a cada pulso por la fuerza reactiva de la masa de agua expulsada. [6]
Un motor Pyréolophore consta de dos cámaras principales interconectadas: una cámara de encendido y una cámara de combustión . También hay un fuelle para inyectar aire, un dispensador de combustible, un dispositivo de encendido y un tubo de escape sumergido. Hay un medio de almacenar energía en cada explosión para hacer funcionar el mecanismo mientras se prepara para el siguiente ciclo. [6]
Un fuelle operado mecánicamente inyecta un chorro de aire en la primera cámara donde se producirá la ignición. La sincronización mecánica permite que caiga una cantidad medida de combustible en polvo en el jet para que se sople y se mezcle con él. Bajo el control del mecanismo de sincronización mecánico, se introduce un fusible humeante en este chorro de aire de combustible en el momento preciso en que pasa por la ubicación del fusible. Luego, el fusible se retira detrás de una placa de metal. La bola de pólvora y aire ahora ardiendo viaja a través de una boquilla ancha hacia la cámara de combustión principal, donde se produce una combustión rápida, casi explosiva. Ahora que todo el sistema es casi hermético, se produce una acumulación de presión. La presión actúa contra la columna de agua en el tubo de escape y la expulsa del sistema. A medida que el flujo de gases de escape se mueve hacia el tubo de escape, mueve un pistón suelto en la cámara de combustión que extrae y almacena suficiente energía para accionar los mecanismos de sincronización de la máquina. La energía de este pistón se almacena levantando pesos unidos a un volante. El regreso de esta rueda a su posición más baja bajo el tirón de los pesos gobierna el tiempo para el siguiente ciclo operando el fuelle, el surtidor de combustible, el fusible y las válvulas en los puntos correctos del ciclo. El tubo de escape, al estar debajo del bote, se llena de agua lista para la siguiente descarga. La caída del pistón de sincronización también expulsa los gases de escape a través de una tubería por encima de la cámara de encendido, que está cerrada por una válvula durante la parte de combustión del ciclo. [6]
Mayor desarrollo
El 24 de diciembre de 1807, los hermanos informaron a Lazare Carnot que habían desarrollado un nuevo combustible (polvo) altamente inflamable mezclando una parte de resina con nueve partes de polvo de carbón triturado. [1]
En 1817, los hermanos lograron otra primicia mediante el uso de un sistema de inyección de combustible rudimentario . [7]
En 1817 no hubo avances suficientes para atraer subsidios e inversiones, por lo que la patente de diez años expiró. Preocupado por perder el control del motor, Claude viajó primero a París y luego a Inglaterra en un intento de impulsar el proyecto. Recibió el consentimiento de la patente del rey Jorge III el 23 de diciembre de 1817. [8] Esta no fue la clave del éxito. Durante los siguientes diez años, Claude permaneció en Londres, se instaló en Kew y cayó en el delirio , por lo que desperdició gran parte de la fortuna familiar persiguiendo oportunidades comerciales inapropiadas para el Pirolóforo. [9] [10] Nicéphore, mientras tanto, también se ocupó de la tarea de inventar la fotografía . [11]
Defecto de diseño
En 1824, después de que el proyecto de los hermanos perdiera impulso, el físico francés Nicolas Léonard Sadi Carnot estableció científicamente la teoría termodinámica de los motores térmicos idealizados. Esto destacó la falla en el diseño del Pyréolophore, por el cual necesitaba un mecanismo de compresión para aumentar la diferencia entre las temperaturas de trabajo superior e inferior y potencialmente desbloquear suficiente potencia y eficiencia. [ cita requerida ]
Reconstrucción
Para celebrar el bicentenario, el Instituto Fotográfico de París (Spéos) y la Casa Museo Niépce produjeron una animación 3D de la máquina en funcionamiento en 2010. Manuel Bonnet y Jean-Louis Bruley de la Maison Nicéphore Nièpce y Hadrien Duhamel de la École Nationale Supérieure d ' Arts et Métiers (ENSAM) creó el video. [6]
Ver también
- Cronología de la tecnología de transporte
- Historia del motor de combustión interna
- Cronología de la tecnología de motores térmicos
Referencias
- ^ del griego antiguo πῦρ (pyr) 'fuego', Αἴολος ( Aiolos ) 'viento' y - φόρος (-phoros) 'portador')
- ^ a b c d e f g h i "Otras invenciones: el pirolóforo" . Museo Casa Niépce . Consultado el 31 de marzo de 2017 .
- ^ Berthollet y Carnot (1807). "Rapport sur une nouvelle machine inventée par MM. Niepce et nommée par eux pyréolophore" [Informe sobre una nueva máquina inventada por los señores Niepce y nombrada por ellos "pyréolophore"]. Mémoires de la Classe des Sciences Mathématiques et Physiques de l'Institut National de France (en francés): 146-153, véase p. 151.
- ^ a b Coulibaly, T. (2007). Il ya une siècle, l'Automobile[ Un siglo del automóvil ] (en francés). Francia occidental. pag. 10.
- ^ Eckermann, Erik (2001). Historia mundial del automóvil . Warrendale, Pensilvania: Sociedad de ingenieros automotrices. pag. 18. ISBN 0-7680-0800-X. Consultado el 17 de agosto de 2010 .
- ^ https://photo-museum.org/fr/le-pyreolophore-un-nouveau-principe-de-moteur/
- ^ a b c d Bonnet, Manuel; Bruley, Jean-Louis; Duhamel, Hadrien (19 de julio de 2010). Pirolóforo . youtube.com . Maison Nicéphore Nièpce / École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) . Consultado el 17 de agosto de 2010 .
- ↑ The Pyreolophore en photo-museum.org Consultado el 5 de julio de 2017
- ^ "Licencia expedida por Jorge III de Inglaterra el 23 de diciembre de 1817" (en francés). Museo Casa Niepce . Consultado el 19 de agosto de 2010 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ "Nicephore Niepce NB Subtitled (De Wikipedia, la enciclopedia libre)" . all-art.org . Consultado el 19 de agosto de 2010 . Consultado el 5 de julio de 2017.
- ^ "Biografía de Joseph Nicéphore Niepce (1765-1833)" . madehow.com . Consultado el 19 de agosto de 2010 .
- ^ "La primera fotografía - Heliografía" . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2009 . Consultado el 29 de septiembre de 2009 .
del artículo de Helmut Gernsheim, "El 150 aniversario de la fotografía", en Historia de la fotografía, vol. Yo, No. 1, enero de 1977: ... En 1822, Niépce recubrió una placa de vidrio ... La luz del sol que pasaba ... Este primer ejemplo permanente ... fue destruido ... algunos años después.
Consultado el 5 de julio de 2017.
enlaces externos
- Sitio web sobre Niépce (en francés)
- Sitio web sobre Niépce (en inglés)
- Video en 3D del funcionamiento interno del Pyréolophore - por Hadrien Duhamel de École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM). Proyecto supervisado por Manuel Bonnet y Jean-Louis Bruley de la Maison Nicéphore Niépce. YouTube, consultado en marzo de 2012.
Galería y archivo de la Casa Museo Niépce
- Anexo 0: Índice de las 28 exhibiciones en el archivo en línea
- Anexo 1: Bicentenario de la invención del Pirolóforo. El primer motor de combustión interna. Presentado por 'The Academy of Science'
- Anexo 7: Carta de Louis Charles Brunet a Claude Niépce, 29 de julio de 1806
- Anexo 8: Carta de Louis Charles Brunet a Claude Niépce, 3 de agosto de 1806
- Anexo 9: Dibujos recortados y de vida completa del Pyréolophore
- Anexo 10: Dibujo técnico del Pyréolophore y el casco en el que fue instalado.
- Anexo 11: Carta de les frères Niépce a Nompère de Champagny, ministro del Interior, 9 de noviembre de 1806
- Anexo 21: Certificado de patente (Brevet) 1791
- Anexo 22: Consentimiento de patente firmado por Napoleón. 20 de julio de 1807
- Anexo 23: Carta de Hely d'Oissel al Ministro del Interior, 24 de noviembre de 1808
- Anexo 25: Carta de Nicéphore a Claude el 26 de marzo de 1817
- http://www.niepce-letters-and-documents.com
- http://www.niepce-correspondance-et-papiers.com