Паровой двигатель Тауэра

[22sobaki.livejournal.com]

Вместо привычного нам цилиндра в этой паровой машине была сфера. Полая сфера, внутри которой все и происходило.


В сфере вращался и колебался диск, на каждой из сторон которого "перекидывались" туда-сюда четвертинки шара. Как видите, на словах это объяснить невозможно, поэтому гифка:

чуть помедленнее, гифка

Красные стрелки - подача свежего пара, синие - выпуск отработанного.

Валы размещались под углом 135 градусов друг к другу. Пар через отверстие в четвертинке поступал под прижатую к диску плоскость, расширялся (производя полезную работу) и после поворота четвертинки выходил через то же отверстие. Четверти, таким образом, выполняли функции клапанов подачи/удаления пара. Болтающийся диск делал то, что в обычной паровой машине делает поршень. А кривошипно-шатунного механизма не было вовсе, потому не надо было преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное.
Главный узел:


Пока по одну сторону четвертинки происходил рабочий ход (расширение пара), по другую ее сторону производился холостой ход (выпуск отработанного пара). По ту сторону диска происходило то же самое со сдвигом по фазе на 90 градусов. Из-за взаимного положения четвертинок диску придавалось вращение и колебания.

По сути, это была карданная передача с внутренним источником энергии. Зеленый диск-крестовина карданной передачи совершает такие же вращательно-колебательные движения:


Вращение передавалось на два вала, выходящие из мотора. Снимать энергию можно было с обоих, но на практике, судя по рисункам, для привода использовали один.


Как отмечал французский журнал "La Nature" 1884-го года, сферический двигатель допускал повышенные по сравнению с поршневыми собратьями скорости вращения и, следовательно, хорошо подходил в качестве привода электрогенератора.
Двигатель обладал низкими уровнями шума и вибрации и был очень компактен. Мотор с внутренним диаметром шара 10 см и частотой вращения 500 об/мин при давлении пара 3 атм выдавал 1 лошадиную силу, при 8,5 атм - 2,5 л.с. Самая же большая модель диаметром 63 см обладала мощностью в 624 "лошадки".



Но. Сферический мотор был сложен в изготовлении, требовал больших расходов пара. Он выпускался и некоторое время реально эксплуатировался в качестве привода генераторов в британском флоте и на железных дорогах Great Eastern Railway (устанавливался на паровой котел и служил для электроосвещения вагонов). Однако из-за указанных недостатков не прижился.

P.S. Необходимо заметить, что изобретатель сферического коня двигателя Бошам Тауэр (Beauchamp Tower) не пропал для инженерии.

Судя по всему, он был первым, кто наблюдал "масляный клин" в подшипниках скольжения и измерял давления в нем. Т.е. современное машиностроение пользуется исследованиями мистера Тауэра до сих пор.

Почерпнуто здесь и там.

Comments

[gipnomanul.livejournal.com]

Дизельной версии не было?

[22sobaki.livejournal.com]

Не слышал. Но все в руках энтузиастов.

[prostak-1982.livejournal.com]

А смысл?

[ikaktys.livejournal.com]

Wolfhart Willimczik Engine

[prostak-1982.livejournal.com]

У-у-у, круто.
Но вот проблемы с герметичностью конструкции. Впрочем, они у всех ротативных есть.

[22sobaki.livejournal.com]

Да вообще чума, я считаю.

[e-pipe.livejournal.com]

Общий КПД тогда ещё не загоняли вверх, уплотнения были в зачаточном состоянии. В машине Ползунова зазор поршень цилиндр был вообще огромным - в него влезал палец.

[mzungu.livejournal.com]

ХитрО! Как инженер-механик, снимаю шляпу.

[22sobaki.livejournal.com]

Попробуйте предложить на производстве)

[faleevv.livejournal.com]

Вся изьминка в отсутствии возвратно-поступательного движения.
Похож на двигатель Тверского. http://www.rotor-motor.ru/

[22sobaki.livejournal.com]

Тоже хорош, спасибо. Но этот хоть в плоскости представим.

[diggmih.livejournal.com]

КМК будет иметь те же проблемы что и РПД Ванкеля, но схема интересная. Возможно, идея найдет своих Мазду и СКБ РПД ВАЗ.

[kichiro-sora.livejournal.com]

Это уже пол шажочка до турбины. Осталось только убрать лишние детали.

[military-museum.livejournal.com]

Спасибо, интересно.

[22sobaki.livejournal.com]

Пожалуйста)

[alex-ak.livejournal.com]

Жжесть... Технически это аксиально-поршневая машина с золотниковым распределением. И да, это, наверное, одна из самых сложных реализаций. Сделать ее еще навороченнее вряд ли возможно. В чистом виде этот аппарат возможен только в виде гидромотора, потому что любое другое рабочее тело создаст непреодолимые проблемы со смазкой.

[22sobaki.livejournal.com]

Интересно, как это описывалось в патенте. Патентоведы, наверное, голову сломали, когда сочиняли формулу изобретения.

[cat-miaow.livejournal.com]

Хитроумная конструкция...
Но от принципа "чем проще, тем надёжнее и дешевле" никому неотвертеться.

[22sobaki.livejournal.com]

Зато какая зарядка для мозга)

[dkfl.livejournal.com]

Круто, мне всегда казалось что французы немного извращенцы (в хорошем смысле) :D

[22sobaki.livejournal.com]

Не, товарищ англичанин. Еще обсуждалось, за что родители так поглумились над ним и назвали Бошамом. Дело в том, что Beauchamp Tower - это башня в лондонском Тауэре, и, мол, родители не могли об этом не знать.

[krokello.livejournal.com]

а какие зазоры были? интересно, как подгоняли?

[dkfl.livejournal.com]

Думаю там все хорошо с зазорами. Они такие вещи вытворяли в XIX веке, что диву даешься - это даже в Историческом музее видно, по заморским инструментам.

[ndemidov.livejournal.com]

Интересно, я встречал такой насос, который автором выдавался за изобретение. Но почти любой мотор - это машина обратимая, а значит и насос.

[22sobaki.livejournal.com]

Выше и ДВС подобный нашли: http://wolfhartindustries.com/motorus.htm

[serokoy.livejournal.com]

Чуть помедленнее, кони гифка не работает... (

[22sobaki.livejournal.com]

Все. Сломался. Говорю ж - слишком сложный двигатель)
Вечно с гифками что-то не так. У меня работает.

[lion-lexx.livejournal.com]

на любом виде топлива может работать

[diggmih.livejournal.com]

Эт жеж какая площадь сопряжения? Как гасить чудовищное сопротивление трению - какие-нибудь фторопластовые вкладыши, но что делать тогда с температурой? Идея интересная, но пока как зарядка для мозга.

[fan-d-or.livejournal.com]

Поверхность сопряжения в традиционной поршневой паре поболее будет - и ничего, работает...

[v-lechenko.livejournal.com]

А в какие годы этот стимпанк применялся?

[22sobaki.livejournal.com]

Конец XIX века.

[p2004r.livejournal.com]

А по моему, в этом варианте эквивалентного "возвратно-поступательного" более чем достаточно.