Una máquina de retorno de agua fue una forma temprana de máquina de vapor estacionaria , desarrollada al comienzo de la Revolución Industrial a mediados del siglo XVIII. Los primeros motores de haz no generaban energía mediante la rotación de un eje, sino que se desarrollaron como bombas de agua , principalmente para drenar minas . Al acoplar esta bomba con una rueda hidráulica , podrían usarse para impulsar maquinaria.
La máquina de vapor no fue, como se cree, la causa de la Revolución Industrial, sino que surgió como resultado de ella. [1] La principal fuente de energía de la Revolución, ciertamente en el siglo XVIII, fue la rueda hidráulica, no la máquina de vapor.
La necesidad de un motor primario independiente
Motores que soplan
Los orígenes del motor de retorno de agua comienzan con los motores de soplado utilizados para proporcionar el tiro para altos hornos y fundiciones . Aunque los primeros hornos pueden haber sido accionados por fuelles accionados por humanos o animales , [i] una vez que comenzó la Revolución Industrial, los nuevos hornos agrandados fueron soplados por casas de soplado accionadas por ruedas hidráulicas .
Las fundiciones están ubicadas más económicamente cerca de la fuente de su mineral , que puede no tener la energía hidráulica adecuada disponible cerca. También existe el riesgo de que la sequía interrumpa el suministro de agua o de que la demanda del horno aumente por encima de la capacidad de agua disponible. En 1754, un horno en Weald estaba tan afectado por la sequía que su gerente consideró contratar trabajadores para hacer girar la rueda como una cinta de correr . [2]
Laminadores
Además de la incapacidad para trabajar en períodos de sequía, la cantidad de agua disponible también podría variar la potencia de la maquinaria impulsada por ella. La cantidad y el tipo de trabajo que realizarán las industrias pesadas podrían verse influidos por la disponibilidad estacional de agua. En 1785, Kirkstall Forge, cerca de Leeds, le escribió a un cliente: "Será conveniente para nosotros en este momento laminar unas pocas toneladas porque tenemos un suministro completo de agua, y no podemos fabricar placas delgadas tan bien cuando tenemos poca agua". [3]
Esta variación en el poder rueda de agua de acuerdo con el agua disponible también condujo a desarrollos en el diseño rueda de agua, Rennie 's de persiana veneciana 'escotilla' permitido un flujo de agua controlado, cualquiera que sea la profundidad de la molino leat , y a diferencia de un simple esclusa siempre se puede ofrecer la mayor cabeza posible. [4]
Los problemas de suministro de agua afectarían a los maestros del hierro durante algún tiempo. En la década de 1830, el joven Alfred Krupp todavía estaba acosado por problemas de escasez de agua en el arroyo de Berna, impulsando los martillos de su Gusstahlfabrik . Debido a la falta de financiación, no fue hasta 1836 que Alfred pudo construir un martillo de vapor, independiente de este suministro de agua. [5]
Motores de retorno de agua
Estas restricciones llevaron a la forma más antigua de máquina de vapor utilizada para generar energía en lugar de bombear, la máquina de retorno de agua . Con este motor, se utilizó una bomba de vapor para elevar el agua que a su vez impulsaba una rueda hidráulica y por lo tanto la maquinaria. [1] La bomba devolvió el agua de la rueda. [6] Estas primeras máquinas de vapor solo eran adecuadas para bombear agua y no podían conectarse directamente a la maquinaria.
Los primeros ejemplos prácticos de estos motores se instalaron en 1742 en Coalbrookdale [7] y como mejoras a Carron Ironworks en el Clyde en 1765. [8] Richard Ford en Coalbrookdale intentó por primera vez usar bombas de caballos en 1735. [9] Los primeros motores eran motores de haz atmosférico para los sistemas de Newcomen , Smeaton o Watt . Se proporcionó un cilindro en lados opuestos de la viga, uno como cilindro de trabajo abastecido de vapor y el otro como cilindro de bombeo. Los motores eran de acción simple, la carrera de potencia era hacia abajo en el cilindro de potencia y la bomba era una simple bomba de cubo de acción hacia arriba. Los motores Watt eran de los primeros diseños atmosféricos de acción simple de Watt. En el momento de sus posteriores mejoras termodinámicas, también había desarrollado su engranaje solar y planetario y podía ofrecer motores que giraran directamente. Un gran motor de acción simple, Resolution , se construyó en Coalbrookdale y cuando se entregó en 1782, ya había sido obsoleto por estos desarrollos adicionales. [10] A pesar de esto, el motor funcionó con éxito durante casi cuarenta años.
Además de los hornos de soplado, la salida rotatoria de la rueda hidráulica también se utilizó para impulsar molinos y equipos de fábrica, mediante el uso de ejes de transmisión . En 1765, Matthew Boulton consideró utilizar un motor Savery para impulsar la rueda hidráulica de su fábrica de Soho . Llegó a construir un modelo de este motor y buscó el consejo de Benjamin Franklin y Erasmus Darwin sobre el tema. [11] Sin embargo, en 1768, la promesa del motor de haz de Watt lo convenció de esperar, aunque pasarían varios años hasta que el motor Kinneil de Watt fuera llevado al sur y reconstruido en Soho. En 1777 Boulton y Watt construyeron un nuevo motor, Old Bess , para su uso. El motor aún sobrevive en el Museo de Ciencias .
Los motores de retorno de agua fueron reemplazados por el motor de haz giratorio , que podía impulsar directamente la maquinaria giratoria.
Ver también
- Energía de vapor durante la Revolución Industrial
Notas al pie
- ^ Las fundiciones incluso podrían ser explotadas por el trampantojo impulsado directamente por agua.
Referencias
- ↑ a b Wilson, PN (1963). "Motores primarios impulsados por agua". Patrimonio de la ingeniería . Yo . Institución de Ingenieros Mecánicos . pag. 32.
- ^ Straker, Ernest (1969) [1931]. Hierro Wealden . págs. 72–73.
- ^ Mayordomo, R. (1945). La historia de Kirkstall Forge .
- ^ Wilson (1963) , pág. 30.
- ^ Manchester, William (1969). Los brazos de Krupp . Michael Joseph. págs. 62–63, 65.
- ^ " Motor ' Old Bess' de Boulton & Watt, 1777" . Museo de Ciencias .
- ^ Hills, Richard L. (1989). Energía de Steam . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 37. ISBN 0-521-45834-X.
- ^ Rolt, LTC ; Allen, JSA (1977). La máquina de vapor de Thomas Newcomen . Páramo. pag. 122.
- ^ Trinder, Barrie (1991) [1974]. Los Darbys de Coalbrookdale . Phillimore & Co. / Fideicomiso del Museo Ironbridge Gorge . págs. 10, 17-18. ISBN 0-85033-791-7.
- ^ Belford, P. (2007). "Cascadas sublimes: agua y energía en Coalbrookdale" (PDF) . Revista de Arqueología Industrial . 29 (2): 133-148. doi : 10.1179 / 174581907X234027 . S2CID 110369508 . Archivado desde el original (PDF) el 22 de febrero de 2012.
- ^ Hills , 1989 , p. 40.