Пиреолофор - Pyréolophore

Схема Пиреолофора 1806 г., 1806 г., нарисованная братьями Ньепс
Пиреолофор
Ou nouvelle Machine dont le principe moteur est l'air dilaté par le feu.
(Новая Машина, движущей силой которой является воздух, расширяемый огнем.)

Патентная заявка, написанная братьями Ньепс в 1807 году и предоставленная Наполеоном Бонапартом 20 июля 1807 года.[1]

В Пиреолофор[а] (Французский:[pi.ʁe.ɔ.lɔ.fɔʁ]) был одним из первых в мире двигатель внутреннего сгорания. Он был изобретен в начале 19 века в Шалон-сюр-Сон, Франция, братья Ньепс: Нисефор (кто продолжил изобретать фотография ) и Клод. В 1807 году братья запустили прототип двигателя внутреннего сгорания, а 20 июля 1807 года был выдан патент. Наполеон Бонапарт после того, как он успешно направил лодку вверх по течению реки Сона.

Пиреолофор работал на том, что считалось "контролируемым взрывы пыли "различных экспериментальных видов топлива. В состав топлива входили смеси Lycopodium порошок (споры Lycopodium, или дубовый мох ), мелкоизмельченная угольная пыль и смола.

Действуя самостоятельно, в 1807 году швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель де Риваз, двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде. Эти практические инженерные проекты могли следовать теоретической конструкции двигателя внутреннего сгорания 1680 г., разработанной голландским ученым. Кристиан Гюйгенс. Отдельные, практически одновременные реализации этой конструкции на разных видах транспорта означают, что двигатель де Риваза можно правильно описать как первое использование двигателя внутреннего сгорания в автомобиле (1808 г.), в то время как Пиреолофор был первым применением внутреннего двигателя. двигатель внутреннего сгорания в лодке (1807 г.).

Предварительные исследования

Нисефор Ньепс

Братья Ньепсе жили в Отлично когда они начали свой проект по созданию двигателя, основанного на недавно определенном принципе расширения горячего воздуха во время взрыва. Задача заключалась в том, чтобы найти способ обуздать энергию, выделяющуюся в результате серии взрывов.[1]

В 1806 году братья Ньепс представили доклад о своих исследованиях Французской национальной комиссии Академии наук (Французский: Национальный институт науки). Вердикт комиссии был следующим:

Топливо, обычно используемое MM. Niépce состоит из спор ликоподия, горение которых наиболее интенсивно и легко; несмотря на то, что этот материал был дорогим, они заменили его измельченным углем и при необходимости смешали с небольшой порцией смолы, что очень хорошо работает, как было доказано многими экспериментами. В мм. В машине Ньепса никакая часть тепла не рассеивается заранее; движущая сила - это мгновенный результат, и весь топливный эффект используется для создания дилатации, которая вызывает движущую силу.

— Лазар Карно и К. Л. Бертолле, Отчет для Национальной комиссии Академии наук, 15 декабря 1806 г.[1][2]

Доказательство концепции

В 1807 году братья сконструировали и запустили прототип двигателя внутреннего сгорания и получили патент на десять лет от Бюро искусств и ремесел (Французский: Bureau des Arts et Métiers) в Париже.[3] Патент подписан Император Наполеон Бонапарт и от 20 июля 1807 г.[1] в том же году швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз сконструировал и запустил двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде. Неясно, насколько эти практические инженерные проекты обязаны теоретическим разработкам голландского ученого 1680 года. Кристиан Гюйгенс.[1][3]

Pyréolophore работал на контролируемых взрывах пыли различных экспериментальных топлив, включая различные смеси мелко измельченной угольной пыли, порошка Lycopodium и смолы. Между тем Де Риваз использовал смесь водорода и кислорода.[4]

Река Сона в Шалон, место первых испытаний Пиреолофора в 1807 году.

Чтобы доказать патентной комиссии полезность Пиреолофора, братья установили его на лодке, которая двигалась вверх по реке. Сона. Общий вес составлял 9 центнеров, около 900 кг (2000 фунтов),[5] Расход топлива составлял «сто двадцать пять гранул в минуту» (около 125 гран или 8 граммов в минуту), а производительность составляла 12–13 взрывов в минуту. Лодка продвигалась вперед, когда Пиреолофор всасывал речную воду спереди и затем откачивал ее назад.[1] Таким образом, члены Комиссии пришли к выводу, что «машина, предложенная г-ном Ньепс под названием Pyreolophore, гениальна, может стать очень интересной по своим физическим и экономическим результатам и заслуживает одобрения Комиссии».[1]

Операция

Работа Пиреолофора была впервые описана на встрече в Академия Наук 15 декабря 1806 г. Лазар Карно отметил, что «внутри их запечатанной медной машины произошла яркая вспышка« спор ликоподия »... Братьям Ньепсе с помощью своего устройства и без использования воды удалось создать волнение (взрыв) в замкнутом пространстве, которое настолько сильна, что эффекты кажутся сопоставимыми с паровой двигатель или пожарный насос ».[1]

Пиреолофор действовал как серия дискретных ожогов с частотой около 12 в минуту, чтобы привести лодку в действие. Мощность подавалась импульсами, каждый импульс выталкивал воду из выхлопной трубы двигателя, установленной под лодкой и направленной в сторону ее кормы. Лодка подталкивалась вперед с каждым импульсом реактивная сила выброшенной массы воды.[6]

Двигатель Pyréolophore состоит из двух основных взаимосвязанных камер: зажигание огня палата и горение камера. Также есть мехи для впрыска воздуха, топливораздаточная колонка, устройство зажигания и заглубленная выхлопная труба. При каждом взрыве есть средство накопления энергии, чтобы механизм работал, когда он готовится к следующему циклу.[6]

Сильфон с механическим приводом нагнетает струю воздуха в первую камеру, где происходит возгорание. Механический таймер позволяет упасть в форсунку отмеренное количество порошкового топлива, которое выдувается и смешивается с ним. Под контролем механического механизм синхронизации тлеющий предохранитель попадает в этот топливный воздушный жиклер в тот самый момент, когда он проходит через место расположения взрывателя. Затем предохранитель убирается за металлическую пластину. Горящий шар из пороха и воздуха проходит через широкое сопло в основную камеру сгорания, где происходит быстрое, почти взрывное горение. Теперь вся система почти герметична, поэтому давление увеличивается. Давление действует на столб воды в выхлопной трубе и выталкивает его из системы. Когда поток выхлопных газов движется в выхлопную трубу, он перемещает свободный поршень в камере сгорания, который извлекает и сохраняет энергию, достаточную для работы синхронизирующих механизмов машины. Энергия этого поршня накапливается за счет подъемных грузов, прикрепленных к балансовому колесу. Возврат этого колеса в нижнее положение под действием грузов регулирует время следующего цикла за счет приведения в действие сильфона, топливораздаточной колонки, предохранителя и клапанов в правильных точках цикла. Хвостовая труба, находящаяся под лодкой, наполняется водой, готовой к следующему сливу. Падение синхронизирующего поршня также выталкивает выхлопные газы через трубу над камерой зажигания, которая закрывается клапаном во время части цикла горения.[6]

Дальнейшее развитие

24 декабря 1807 г. братья явились Лазар Карно что они разработали новое легковоспламеняющееся топливо (порошок), смешав одну часть смолы с девятью частями измельченной угольной пыли.[1]

В 1817 году братья достигли еще одного первого успеха, применив элементарный впрыск топлива система.[7]

К 1817 году не было достаточного прогресса для привлечения субсидий и инвестиций, поэтому срок действия десятилетнего патента истек. Обеспокоенный потерей контроля над двигателем, Клод отправился сначала в Париж, а затем в Англию, пытаясь продолжить проект. Он получил патентное согласие Король Георг III 23 декабря 1817 г.[8] Это не было ключом к успеху. В течение следующих десяти лет Клод оставался в Лондоне, поселился в Кью и спустился в бред, в результате чего он растратил большую часть семейного состояния в погоне за неподходящими бизнес-возможностями для Pyréolophore.[9][10] Между тем, Нисефор также занимался задачей изобретение фотографии.[11]

Недостаток дизайна

В 1824 году, после того, как проект братьев потерял ход, французский физик Николя Леонар Сади Карно научно установлено термодинамический теория идеализированных тепловых машин. Это выдвинуло на первый план недостаток в конструкции пиролофора, из-за чего ему требовался механизм сжатия, чтобы увеличить разницу между верхней и нижней рабочими температурами и потенциально разблокировать достаточную мощность и эффективность.[нужна цитата ]

Реконструкция

Чтобы отпраздновать двухсотлетие, Парижский институт фотографии (Spéos) и Дом-музей Ньепса в 2010 году создали трехмерную анимацию рабочей машины. Мануэль Бонне и Жан-Луи Брюли из Дома Нисефор Ниепс и Адриен Дюамель из Дома Ньепс École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) создал видео.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ из Древнегреческий πῦρ (пир) 'Огонь', Αἴολος (Айолос ) 'ветер' и -φόρος (-форос) 'предъявитель')
  1. ^ а б c d е ж грамм час я «Другие изобретения: Пирелофор». Дом-музей Ньепсе. Получено 31 марта 2017.
  2. ^ Бертолле и Карно (1807 г.). "Связь с новой машиной, изобретенной по MM. Niepce et nommée par eux pyréolophore" [Отчет о новой машине, изобретенной господами Ньепсом и названной ими "пиролофор"]. Mémoires de la Class des Sciences Mathématiques and Physiques de l'Institut National de France (на французском): 146–153, см. с. 151.
  3. ^ а б Кулибали, Т. (2007). Il y a une siècle, l'Automobile [Век автомобиля] (На французском). Западная Франция. п. 10.
  4. ^ Экерманн, Эрик (2001). Всемирная история автомобиля. Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров. п. 18. ISBN  0-7680-0800-X. Получено 17 августа 2010.
  5. ^ https://photo-museum.org/fr/le-pyreolophore-un-nouveau-principe-de-moteur/
  6. ^ а б c d Бонне, Мануэль; Брюлей, Жан-Луи; Дюамель, Адриен (19 июля 2010 г.). Пиреолофор. youtube.com. Maison Nicéphore Nièpce / École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM). Получено 17 августа 2010.
  7. ^ Пиреолофор на photo-museum.org Доступ 5 июля 2017 г.
  8. ^ "Лицензия, выданная Георгом III Английским 23 декабря 1817 г." (На французском). Дом-музей Ньепса. Получено 19 августа 2010.[постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ "Nicephore Niepce NB Subtitled (из Википедии, бесплатной энциклопедии)". all-art.org. Получено 19 августа 2010. Доступ 5 июля 2017 г.
  10. ^ "Биография Джозефа Нисефора Ньепса (1765–1833)". madehow.com. Получено 19 августа 2010.
  11. ^ «Первая фотография - Гелиография». Архивировано из оригинал 6 октября 2009 г.. Получено 29 сентября 2009. из статьи Гельмута Гернсхайма «150 лет фотографии» в журнале History of Photography, Vol. I, № 1, январь 1977 г .: ... В 1822 году Ньепс покрыл стеклянную пластину ... Проходящий солнечный свет ... Этот первый постоянный образец ... был уничтожен ... несколько лет спустя. Доступ 5 июля 2017 г.

внешняя ссылка

Галерея и архив Дома-музея Ньепсе