Алко-паровые двигатели Эдмунда Картрайта и "остальной компании"⁠⁠

Хей-хо! Пятнадцать человек на сундук мертвеца! Весьма интересные двигатели, надо сказать, сегодня попробуем рассмотреть. И из-за выбора «топлива» и из-за особенностей внедрения-применения подобных устройств в привычном нам мире. Ведь спирт легко испаряется, но это не означает, что он более эффективен в качестве рабочей жидкости, чем вода. Скорее, совсем наоборот. Стоит сразу сказать, что «спиртовые» двигатели – это не ДВС, а попытка совместить паровую машину с необычным рабочим телом.

Игрушечная паровая машина, работающая на парах спирта. Эта схема взята из книги EN da C Andrade «Двигатели», опубликованной G Bell & Sons в 1928 году. Схема показывает, что неконденсирующийся (с полными потерями) двигатель на парах спирта является гротескно неэффективным и дорогим предложением. Хотя "выхлоп" можно зажечь :)

Впервые о спиртовом двигателе упоминается в журнале «Nature» в 1890 году. Там рассказывается о некоем Эдмунде Картрайте, который потратил большую часть своих трудов на текстильное оборудование (которым он и был известен), но в 1797 году получил патент на спиртовой двигатель. Патент включал возможность использования водно-спиртовых смесей и роторную версию двигателя. Примечательным в нем было то, что Картрайт первым предложил использовать металлические поршневые кольца для того, чтобы минимизировать потери рабочей жидкости.

Двигатель Эдмунда Картрайта

Рабочий цилиндр располагался сверху емкости с холодной водой, используемой для конденсации выхлопных паров. Работа клапанов не совсем понятна, похоже, что пары спирта из котла попали в верхнюю часть цилиндра, когда поршень ударял по клапану в верхней части цилиндра. Затем пар попадал на другую сторону поршня. Оптимальной фазой газораспределения это не выглядит. Круглый элемент W представляет собой конденсатор с двойными стенками, внутри и снаружи которого находится вода. Затем жидкий спирт возвращался в котел насосом под силовым цилиндром.

Далее заметным событием в развитии «алкодвижков» был двигатель Говарда. Который даже был установлен на заводе Rotherhithe Iron Work. Но нигде не упоминается, что он выполнял там какую-либо полезную работу.

Говард полностью осознавал необходимость минимизировать утечки дорогостоящего рабочего тела. Он использовал горячее масло в качестве жидкостного поршня. Ранние эксперименты, по-видимому, проводились с ртутью, но стоимость ее для большого двигателя была бы катастрофической. Так же как и вдыхание паров ртути механиком или кем-то еще.

Двигатель Говарда

На рисунке можно увидеть плоскую «тарелку» D, плавающую на горячем масле А в среднем цилиндре. Масло разогревали расположенные под ним четыре горелки. Спирт распылялся в горячую «тарелку» через узкую трубку прямо над ней, с помощью насоса R и испарялся. Это выталкивало масло вниз и толкало поршень в цилиндре B.

При обратном ходу пары спирта выталкивались в левый конденсатор через трубку S. Трубки конденсатора U были обернуты мокрой фланелью, а воздух обдувался вентилятором, установленным на вертикальном валу Z.

Статья о спиртовых двигателях с описанием спиртового двигателя Говарда, запатентованного в 1825 году. Из «Практического словаря механики Найта», Cassell & Co, 1884 г.

Этот двигатель с его сложностью и интересным сочетанием спирта и горячего масла был настолько непрактичным, что, по словам исследователя Найта, «... полностью истощил терпение и средства его изобретателя ...».

Источник