나프타 발사

Naphtha launch
1888년 Escher Wys 출시
알프레드 노벨의 알루미늄 주름 슬루프미뇽

나프타 발사는 나프타 엔진에 의해 구동되는 소형 모터 발사였다. 그것들은 특히 미국식 디자인인데, 국내 법률에 의해 도입되어 증기 발사를 사적인 용도로 사용하는 것을 비실용적으로 만들었다.

나프타 발사

1880년대에 이르러 소형 증기 기관차는 대형 보트는 물론 소형 증기 발사의 동력 장치로 잘 자리 잡게 되었다. 그러나 과거 보일러 폭발로 촉발된 미국의 법은 모든 증기선이 항상 면허를 가진 엔지니어를 태울 것을 요구했다. 비록 이것이 상업용 비행기로서는 어려운 일이 아니었지만, 그것은 작은 증기 발사가 개인적인 그리고 오락적인 목적으로 사용되는 것을 막았다. 그런 엔지니어가 되기 위해서는 2년 전에 견습생이 필요했다. 이것을 성취하고 그들 자신의 엔지니어가 된 몇 안 되는 아마추어 중 한 명은 보트 디자이너 스타링 버지스의 아내 로사문트 버지스였다.[1]

증기 발사의 더 인기 있는 대안은 대체 동력원을 사용한 나프타 발사였다.[2] 그 시대의 광고들은 이러한 법적 제한을 강조하기 위해 "모든 사람이 자신의 기술자!"[3]라는 의도적인 문구를 사용했다.

오리진스

최초의 나프타 발사는 1888년 프랑스 학술지 《라 네이처》[4]에 보도되었다. 제피르라는 이 발사는 이전에 몇 년 동안 증기 발사의 유명한 건축가인 알프레드 야로우의 발명이었다. 비슷한 발사는 같은 해 스위스 기업 에셔 위스 AG가 생산했다.[5] 그 중 하나는 1892년의 알프레드 노벨의 우아한 알루미늄 훌라후프 미뇽이었다. 또 다른 알루미늄은 1894년의 알루미늄이었다.

알루미니아

최초의 미국 나프타 발사는 나프타 엔진 제조사로 잘 알려진 뉴욕의 오펠트사의 발사가 기록되었다.[5] 그들은 이것을 'Essh' 시스템이라고 설명했고, 아마도 Escher Wys의 특허권자였을 것이다. 오펠트뿐만 아니라, 완전한 발사는 뉴욕의 가스 엔진과 파워 사에 의해서도 제공되었다. 1890년까지 그들은 500개 이상 팔렸다고 주장했다.[6]

일반적인 발사

대표적인 나프타 발사는 길이 약 7.3m의 공개 발사였다. 이것들은 좋은 날씨 여행에 사용하기 위한 유람선이었다.[7][8] 결국 전문 승무원이 탑승한 상업용 보트는 그들의 발명으로 이어진 규제 문제에 시달리지 않을 것이다. 나프타 발사는 최고의 요트 클럽과[9] 몇몇 유명한 이름들의 소유하에 최고의 요트 클럽에서 나타났다.[10]

잔존예

오늘날 살아남는 예는 거의 없다. 어떤 정보원은 하나,[11] 다른 것은 넷이라고 주장한다.[12]

  • "Naphtha Launch 'Frieda'". Minnesota Lakes Maritime Museum. Archived from the original on 2008-07-23. This sleek 22’ long craft is believed to be one of only four in existence.
  • "Antique Boat Museum". Antique Boat Museum, NY. Archived from the original on 2009-01-03. Museum collection, with what's believed to be the last surviving naptha launch

나프타 엔진

다양한 크기의 나프타 엔진
뉴욕 가스엔진 & 파워 컴퍼니에 의해 건설된 나프타 엔진; 마리너스 박물관에.

나프타 엔진은 외부 연소 엔진으로, 일반적으로 증기 발사에 이미 사용되고 있는 소형 증기 엔진의 유형과 유사하다. 작동유체는 나프타인데, 이례적으로 보일러에 동력을 공급하기 위한 액체연료로도 사용된다. 외형은 증기 발사와 유사하며, 작은 수직 보일러와 수직 실린더가 있다.

나프타 엔진용 버너는 나프타 자체를 사용하며, 증기차에 사용되는 버너와 유사하다. 이처럼 편리하고 자율적으로 조절하는 액체연료 버너도 증기발사에 사용됐지만 나프타 엔진 전성기 당시의 발사는 여전히 고체연료를 사용하고 있었다.

일반배열

조기 결로 문제를 피하기 위해 엔진과 보일러 장치를 함께 장착했다. 엔진은 3기통 단일 작동 수직 단순 팽창 엔진으로, 120° 크랭크축 간격이 있어 정지된 중앙 문제 없이 자체 시동할 수 있었다.[i]

보일러

보일러는 나선형 단관형이었다. 이들은 1회 통과 '수관' 증기발생기로, 튜브의 한쪽 끝에 있는 액체가 끝에 도달할 때까지 고동 없이 끓어오른다. 비슷한 보일러는 전통적인 물과 증기를 사용하기는 하지만 화이트와 같은 증기 자동차에도 사용되었다. 보일러는 엔진 바로 위에 장착되었고, 위에서 짧은 깔때기와 함께 광택이 나는 놋쇠나 구리 케이스에 싸여 있었다. 깔때기의 목적은 단지 승객들의 머리 위로 연기를 뿜어내기 위해서였을 뿐이지, 불을 끄기 위한 드래프트의 역할을 하기 위해서였다.

버너

석탄이나 나무와는 달리, 사용된 제트 버너에는 추가적인 발진이 필요하지 않았다.[ii] 보일러는 압력 제트 버너로 발사되었고, 가압된 나프타의 소량이 보일러에서 떨어져 나갔다.[5] 보일러 케이스 앞쪽에 있는 눈에 띄는 튜브와 깔때기(때로는 호루라기로 오인되기도 함)가 공기 흡입구다. 연료 제트는 이 수직관에서 아래쪽으로 흐르는 공기와 혼합된 후 혼합된 공기와 연료는 보일러 케이스 안의 고리 모양의 버너에 공급된다. 시동을 위해, 핸드 에어 펌프를 사용하여 연료 탱크를 가압하고 연료 흐름을 촉진했으며, 그 아래 트레이에 연료를 약간 켜 버너 코일을 예열했다.[5]

엔진 속도를 조절할 수 있는 스로틀 밸브나 조절기가 없었다. 일반적으로 단일 통과 나선형 단관 보일러에서 사용되었듯이, 버너 출력은 연료 밸브로 대신 조절되었고 보일러는 이 정도면 충분할 정도로 빠르게 반응했다.[13]

엔진

엔진 윤활은 연료 자체에 의해 수행되며 크랭크케이스 아래에 밀봉된 습식 섬프 배열로 수집된다. 나프타 연료는[iii] 허용 가능한 윤활유로, 피스톤 링 씰을 지나 누출되는 응축된 연료 증기와 윤활유를 분리하는 문제를 피했다. 그러나 크랭크케이스를 조심스럽게 밀봉해야 했다.[5]

엔진 밸브기어는 현대의 증기 엔진에 비해 단순했다. 회전하는 단일 오버헤드 캠축이 크랭크축과 평행하게 실린더 위를 달렸다. 이 샤프트의 에코센서는 각 실린더에 대해 횡방향 슬라이드 밸브를 작동시켰다. 밸브 캠축은 크랭크축의 기어로 엔진 속도로[iv] 구동되었다. 캠축의 눈에 띄는 핸드휠은 크랭크축에 상대적인 캠축의 위상을 이동시킴으로써 슬립 에크틱 밸브 기어와 유사한 방식으로 엔진을 후진시킬 수 있도록 했다.[5]

콘덴서

외부 수냉식 콘덴서가 사용됐고, 단순한 배관이 선체의 밑을 따라 킬 길이를 따라 흐른다.[5] 접지로 인한 손상의 명백한 위험에도 불구하고, 이것들은 서비스하는 데 거의 어려움을 주지 않은 것으로 보인다. 연료 탱크는 엔진과 화재의 위험으로부터 멀리 떨어진 보트의 포슬에 있었다. 이 연료 탱크는 연료 펌프의 필요성을 피해 되돌아오는 나프타에 의해 가압되었다.

저비등점

발명가들이 나프타를 작업용 액체로 처음 생각하도록 한 매력적인 특징 중 하나는 물에 비해 끓는점이 낮다는 것이다. 이는 실제로 그러한 엔진의 효율성에 대한 한계를 나타내지만 비교적 단순한 엔진을 구성할 수 있게 한다. 당시 열역학은 이미 진보된 과학이었고 열역학 주기의 한계는 모든 공학자가 아니더라도 물리학자들이 잘 이해하고 있었다. 엔진이 작동하는 온도 범위를 제한함으로써, 이것은 실제로 엔진의 잠재적 효율을 증가시키기 보다는 감소시킨다.[14]

이전에 저비등점 액체의 사용은 1850년대의 듀 리플레이의 에테르 엔진이었다.[14] 이것은 증기 엔진의 추가로서 보텀링 사이클에 사용되었다. 증기 엔진의 콘덴서를 통해 방출된 폐열을 사용하여 에테르를 끓이고 두 번째 실린더를 구동했다.

기타 변형

프랭크 오펠트

스웨덴계 미국인 발명가 프랭크 발데마르 오펠트(1836년–1904년)도 알코 증기발사체가 판매하는 알코 증기 엔진을 설계했다.[15][6] 이것은 등유를 태웠고 알코올(아마도 '목재 알코올' 또는 메탄올)을 작업용 액체로 사용했다. 이는 에셔 위스 특허를 피하기 위한 조치였을 수도 있다.

후에 Ofeldt는 또한 전통적인 증기를 발생시키는 수관 증기 보일러를 설계했다. 이는 코일 수관으로 둘러싸인 중앙 드럼인 '루네 밸리' 패턴과 비슷했지만 단순한 원이 아닌 불규칙한 쐐기 모양의 코일이 달려 있었다.[16]

'심플렉스' 엔진

차스가 만든 '심플렉스 나프타 엔진'이다. 시카고의 윌라드는 스파크 점화 타이밍을 맞춘 내연가스 엔진에 더 가까웠다.[17] 그것은 이 글의 범위 밖이다.

위험 및 폭발

명백한 위험과 화재에 대한 가끔 보고에도 불구하고,[18][v] 나프타 발사는 합리적으로 잘 그리고 안전하게 작동한 것으로 보인다.

모델

나프타 엔진은 모델 엔지니어들 사이에서는 잘 알려져 있지 않지만, 적어도 한 가지 이상의 상세한 재생산이 건설되었다.[20]

대중문화에서

1921년 인기리에 방영된 '톰 스위프트' 시리즈 '소방대원들 사이 톰 스위프트'[21]에서 영웅은 나프타 발사의 도움으로 승객을 구출하며 '구식'이라고 표현한다. 저자는 이들이 빛에 대한 "소소한 배신자"라는 평도 함께 전한다.[21]

나프탈렌 기관차

고체 나프탈렌을 사용한 철도 기관차는 1913년 프랑스의 슈나이더 크레우소트에 의해 건설되었다. 이것은 나프타 엔진과는 아무런 관계가 없었다. 가솔린-파라핀 엔진과 비슷한 70bhp 내연기관이었는데, 가솔린 엔진으로 작동했고 한번 시동하고 데워지면 나프탈렌으로 간단히 연료가 저렴하게 전환될 수 있었다. 나프탈렌은 엔진에 의해 가열된 워터 재킷에 의해 녹고 기화되었다.[22]

참고 항목

참조

  1. ^ 다른 구성도 가능했을 텐데 현재로서는 알려진 것이 없다.
  2. ^ 이 짧은 굴뚝은 증기 발사와 비교하면 오래된 사진 속 나프타 발사의 식별 기능이다.
  3. ^ 이 시기의 연료는 오늘날 우리가 가솔린이나 가솔린으로 알고 있는 것보다 현대의 파라핀이나 등유에 더 가까웠다.
  4. ^ 캠축은 증기 엔진이나 2행정 엔진처럼 엔진 크랭크축 속도로 작동했지만, 크랭크축의 절반 속도로 작동하는 4행정 엔진의 캠축과는 달랐다.
  5. ^ 12톤짜리 베르타 E. 헤들러는 1903년 8월 메사추세츠 메리맥 강에 있는 람 섬에서 불탔다.[19]
  1. ^ Barry, James P. (2003). American Powerboats: The Great Lakes Golden Years. Classic Motorbooks. pp. 10–13. ISBN 0-7603-1466-7.
  2. ^ Durant, Kenneth (1976). The Naptha Launch.
  3. ^ "Minnesota Lakes Maritime Museum" (PDF). Minnesota Lakes Maritime Museum. Archived from the original (PDF) on 2011-07-27.
  4. ^ Gaston Tissandier (21 July 1888). "Le Bateau A Petrole de M. Lenoir". La Nature (in French): 73., Napta의 DSelf에서 보고됨
  5. ^ a b c d e f g Douglas Self. "Powered by Boiling Petrol". Museum of Retro Technology.
  6. ^ a b "Naphtha Marine Engines". www.oldmarineengine.com - Old marine engine.
  7. ^ H.C. Barley (May 1899). "First Naptha launch on Lake Bennett" (photograph). www.tc.gov.yk.ca - Yukon Archives Images Database.
  8. ^ "Fantail Excursion. 1996 advertising poster re-creates a turn-of-the-century scene". New England Antique & Classic Boat Society. 1996. Archived from the original on 2011-07-27. A properly dressed couple seated in their wicker deck chairs head out into the bay in an 1890s naptha-powered fantail launch.
  9. ^ "Naptha Launch Getty, built by Julius Peterson 1902. Kipp Engine built in Ossining". Yacht Club Notes --J Morris Vail has bought a brand new naptha launch named “Getty” from Julius Peterson of Tarrytown. Its length over all is 28 feet, beam 6 feet, 2 inches, and the engine is a Kipp seven-horse power two cycle. The boat has a torpedo-boat stern and standing top. The new arrival looks as though it would be a smart one and will be a fine addition to the fleet.
  10. ^ "Court report of Forrest v. William K. Vanderbilt, Jr., a dispute over the ownership of a naptha launch, alleged to be tender to the yacht 'Carmita'". April 1900.
  11. ^ 앤티크 보트 박물관
  12. ^ 미네소타 호수 해양 박물관
  13. ^ J A Crabtree (1970). "The Automatic Control of Small Boilers". Transactions of the Newcomen Society. 43: 93–112. doi:10.1179/tns.1970.007.
  14. ^ a b Douglas Self. "Ether Engines". Museum of Retro Technology.
  15. ^ "Frank Waldemar Ofeldt". findagrave.com. Retrieved 8 April 2016.
  16. ^ Albert, Schleswig-Holstein (30 April 2006). "Ofeldt steam boiler".
  17. ^ Hawkins, N. (1897). Simplex Naptha Engine. New Cathecism of the Steam Engine. New York: Theo Audel. pp. 308–309.
  18. ^ "NAPHTHA LAUNCH ABLAZE.; Menaces Yachts at the Rendezvous of the New York Yacht Club". The New York Times. July 26, 1904.
  19. ^ 미국 항법국 상무노동국 1906년 6월 30일, 워싱턴 D.C.: 정부 인쇄국, 1906년, 페이지 385.
  20. ^ "A model Naphtha Launch Engine, from the 1887 Patent Drawings of Frank W. Ofeldt".
  21. ^ a b Victor Appleton (sic. the series was ghost written by a variety of writers) (1921). Tom Swift Among the Fire Fighters. ...he turned on the naphtha, and threw in a blazing match to ignite it, this act saving his hand. Naphtha engines are a trifle treacherous.
  22. ^ "French Locomotive Uses Naphthalene As Fuel". Popular Mechanics. May 1914. p. 413.