Уильям Барнетт (инженер) - William Barnett (engineer)

Уильям Холл Барнетт (1802, Брэдфорд - август 1865, Брайтон), описан как «основатель» в своем патенте 1836 г. и «основатель железа» в его патенте 1838 г., а затем как инженер и инженер-газовик, работавший в Брайтоне, Великобритания. Он много лет работал в газовой компании Brighton and Hove General Gas.

Патенты

  • Патент Великобритании 7129, июнь 1836 г. "Производство и очистка газа".
  • Патент Великобритании 7615 от апреля 1838 г. «Получение движущей силы».
  • Патент Великобритании 7727 от июля 1838 г. «Производство железа».

Его патент 1836 г. зарегистрирован в журнале «Механика».[1] как «Некоторые улучшения для производства и очистки газа для освещения». Он также опубликовал передовую статью для журнала «Механика» от 23 сентября 1839 г., озаглавленную «Усовершенствованный метод работы газовых реторт Барнетта», которая снова касается добычи угольного газа.[2]

Патент «Получение движущей силы» относится к очень ранней работе над газовым двигателем внутреннего сгорания, которая более подробно описана ниже.

Вклад в первые газовые двигатели

Уильям Барнетт был инженером, участвовавшим в ранней разработке двигатель внутреннего сгорания, а его работа и патент описаны на нескольких страницах в Дугальд Клерк книга по газовым и нефтяным двигателям.[3] В патенте Барнетта в Великобритании (№ 7615 от 1838 г.), озаглавленном «Производство движущей силы»,[4] Клерк заявляет, что «изобретения Барнетта, как описано в его описании, настолько важны, что они требуют более полного описания, чем было предоставлено более ранним изобретателям», и затем он переходит к обсуждению патента Барнетта на нескольких страницах.

В патенте описаны три типа работы двигателя внутреннего сгорания с использованием газа в качестве топлива. В них используются два ключевых изобретения, которые были важны для первых коммерческих газовых двигателей (появившихся не ранее, чем через 20 лет).

  • В одном из двигателей, описанных в патенте, используется сжатие топливно-воздушной смеси в силовом цилиндре, система, которую Клерк описывает как «сейчас так широко используется в газовых двигателях. Правда, Френхеман, Лебон, описал двигатель, использующий сжатие. , в 1801 году, но его цикл никоим образом не похож на цикл, предложенный Барнеттом или используемый в современных газовых двигателях ».
  • В патенте также описан способ воспламенения смеси газа и воздуха в цилиндре с использованием пламени, передаваемого в цилиндр через «запальный кран». Этот механизм широко использовался во многих первых коммерческих газовых двигателях во второй половине XIX века.

Сами двигатели представляют значительный интерес как предшественники, а не как первые коммерческие газовые двигатели (например, Ленуар двигатель 1860 года, который использовал двухтактный цикл без сжатия, или Отто и Ланген атмосферные двигатели), а двигатели более позднего поколения, включая Отто двигатели, работающие на четырехтактный цикл и Дугальд Клерк Двигатель работает по двухтактному циклу, как со сжатием газовоздушной смеси в цилиндре.

Характеристики двигателей

Двухтактный двигатель 1838 года со сжатием в цилиндре (изображение взято из книги Дугальда Клерка 1886 года)

Обратите внимание, что все три двигателя работают по двухтактному циклу, как и большинство ранних двигателей (конкуренцию составляли паровые двигатели, которые также работают по двухтактному циклу и обычно имеют двойное действие, поэтому каждый такт является рабочим ходом). Это был замечательный скачок - открытие того, что для двигателей внутреннего сгорания четырехтактный цикл с тремя неэнергетическими тактами может обеспечить как экономичность, так и производительность, см. Альфонс Бо де Роша кто запатентовал идею в 1861 году, и Отто который делал коммерческие двигатели с использованием четырехтактного цикла после его более ранней работы с атмосферными двигателями. Все три двигателя Барнетта были вертикальными двигателями с компоновкой, похожей на паровые. стол движки.

  • Первый двигатель одностороннего действия, использующий двухтактный цикл, с отдельными насосами для газа и воздуха и силовым цилиндром. Этот цилиндр соединен непосредственно с резервуаром-ресивером, в котором инициируется сгорание, расширение перетекает в силовой цилиндр, приводящий в движение поршень. Синхронизация впуска и выпуска осуществляется через поршневой клапан, и может быть добавлен откачивающий насос для удаления выхлопных газов из ресивера до того, как новый заряд будет нагнетен насосами. Это считается необязательным для двигателей меньшего размера, поскольку выхлопные газы для них не представляют большой проблемы.
  • Второй двигатель является версией первого двойного действия, т.е. сгорание происходит попеременно с одной стороны, а затем с другой стороны поршня. В остальном принципы работы такие же.
  • Третий двигатель также двойного действия, использующий двухтактный цикл, и, хотя он имеет газовый и воздушный насосы других, у него есть выхлопное отверстие, открытое поршнем к концу рабочего такта, позволяя выхлопным газам выходить. и свежий заряд поступает в силовой цилиндр и затем сжимается поршнем до воспламенения в конце такта сжатия.

На изображении третьего двигателя показан двигатель двойного действия в стиле парового настольного двигателя. Вертикальный цилиндр не имеет водяного охлаждения. На стенке цилиндра имеется центральное выпускное отверстие, не закрытое поршнем. Отдельные газовый и воздушный насосы работают с удвоенной частотой вращения двигателя, доставляя свежий заряд к любому концу цилиндра и очищая цилиндр от выхлопных газов, но поршень сжимает заряд, когда выхлопное отверстие закрывается.

Дугальд Клерк описывает несколько патентов на двигатель внутреннего сгорания между 1839 и 1854 годами, но заявляет, что «из этих патентов, безусловно, наиболее важным является патент Барнетта». Поистине похвала от выдающегося инженера, который впоследствии получил KBE и стать членом Королевское общество.

Позже концепция двухтактного газового двигателя двойного действия была подхвачена Körting который запустил двигатель мощностью 350 л.с., основанный на этом принципе, в 1900 году. Он производился много лет. Для управления теплом требовались цилиндр и поршень с водяным охлаждением. Система воздушного насоса была устроена так, что воздух поступал раньше, чем смесь газа и воздуха, что улучшало продувку, а более длинный поршень означал, что для продувки имелся меньший ход. Механический клапан использовался на впускном клапане и на регулирующих клапанах для воздушных и газовых насосов. Более подробную информацию можно найти в литературе.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Журнал «Механика», № 686, 1836 г.
  2. ^ Журнал «Механика», № 850, 1839 г.
  3. ^ Дугальд Клерк, «Газовые и нефтяные двигатели», Longman Green & Co, (7-е издание) 1897 г., стр. 5–10.
  4. ^ Патент Великобритании 7615 от 1838 г., Уильям Барнетт, «Получение движущей силы из горючих газов путем сжатия и взрыва».
  5. ^ Двухтактный газовый двигатель Körting, Тепловые двигатели, Дэвид Аллан Лоу, Лонгманс, 1940, стр 488-490