محرك ثابت
كان محرك ستيل محركًا مكبسيًا يستخدم في آنٍ واحد كلاً من طاقة البخار من غلاية خارجية ، والاحتراق الداخلي الناتج عن البنزين أو الديزل ، في وحدة واحدة. وكانت الحرارة المهدرة من الأسطوانة وعادم الاحتراق الداخلي تُوجَّه إلى غلاية البخار، مما أدى إلى توفير في استهلاك الوقود يصل إلى 10%.
تاريخ
حصل المخترع، ويليام جوزيف ستيل ، على براءة اختراع لجهازه عام 1917، وفي 26 مايو 1919، أعلن عنه هو وزميله الكابتن فرانسيس أكلاند (1857-1943، مهندس استشاري سابق في المدفعية الملكية ) في اجتماع عُقد في لندن برئاسة مخترع التوربينات البخارية تشارلز ألجيرنون بارسونز ، في الجمعية الملكية للفنون . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وصف أكلاند عملية مستمرة يتم فيها تشغيل أسطوانة مزدوجة الفعل من جانب واحد بالاحتراق الداخلي، ومن الجانب الآخر بالبخار من غلاية تُسخّن بشكل أساسي بالحرارة المهدرة من غلاف الماء وغازات العادم. [ 1 ] وأوضح كيف أن احتياطي الطاقة المتمثل في ضغط البخار في الغلاية يوفر الحماية من أي زيادة عرضية في الحمل قد تؤدي إلى تعطل محرك احتراق داخلي قياسي بنفس القدرة. [ 1 ] كان يتم استخدام التسخين المستقل للغلاية أحيانًا، لتوفير طاقة إضافية في الظروف الاستثنائية، وفي المرحلة الأولى من التشغيل للسماح للمحرك بالبدء من طاقة البخار فقط، حتى في مواجهة الحمل. [ 4 ]
لم يكن ستيل الأول في هذا المجال؛ فقد تم تسجيل براءة اختراع لنظام مماثل في عام 1903 من قبل الكابتن بول لوكاس جيراردفيل (طيار عسكري فرنسي) ولويس ميكارسكي ، حيث كان يتم نقل الطاقة من محرك الاحتراق الداخلي بواسطة الهواء المضغوط (بدلاً من التروس) وكان يتم استخدام البخار المستخلص من نظام التبريد الخاص به لتعزيز الهواء المضغوط . [ 5 ]
تطوير
البحرية
في عام ١٩٢٤، بدأت شركة سكوتس لبناء السفن والهندسة في غرينوك، اسكتلندا، بإنتاج نسخة بحرية تعمل بوقود الديزل، وهي محرك سكوت-ستيل التجديدي، حيث تم تركيب أول زوج من المحركات في سفينة دوليوس ذات المروحتين التابعة لشركة بلو فانل لاين . وقد تكللت التجربة بالنجاح، وفي عام ١٩٢٨، كلفت بلو فانل ببناء سفينة أكبر وأسرع، هي يوريبيتس ، مزودة بنظام الدفع هذا. إلا أن اشتراط وجود ضباط هندسة بحرية معتمدين في كل من محركات البخار والمحركات، مما يعني زيادة عدد أفراد الطاقم والأجور، بالإضافة إلى التعقيد الإضافي وما يترتب عليه من ارتفاع تكاليف الصيانة، قد قلل من وفورات الوقود، فتم استبدالها لاحقًا بمحركات ديزل تقليدية. [ ٦ ] [ ٧ ] [ ٨ ]
السكك الحديدية
في عام ١٩٢٦، أنتجت شركة كيتسون وشركاؤها ، وهي شركة ليدز لصناعة القاطرات في إنجلترا، قاطرة هجينة تعمل بالبخار والديزل، وهي قاطرة كيتسون ستيل . أُعيرت هذه القاطرة لتجاربها إلى سكة حديد لندن والشمال الشرقي ، واستُخدمت بنجاح في جر قطارات الفحم الثقيلة، إلا أن الفرق في تكلفة الفحم المستخدم في القاطرة التقليدية، مقارنةً بزيت الوقود المستخدم في القاطرة الهجينة، لم يكن كبيرًا. عندما أفلست شركة كيتسون في عام ١٩٣٤، وهو إفلاس ساهمت فيه تكاليف تطوير القاطرة الهجينة، باع القائمون على التصفية القاطرة كخردة. [ ٩ ]
انخفاض
أدى تطوير محركات الديزل الأكبر حجماً في ثلاثينيات القرن العشرين، مع تحسين طرق نقل الطاقة ، إلى فقدان المزايا الرئيسية لمحرك ستيل - القدرة على توفير بدء التشغيل المباشر من وضع السكون وتوفير طاقة إضافية في أوقات الأحمال العالية المؤقتة - وتوقف التطوير اللاحق. [ 9 ]
مراجع
- 1 2 3 "محرك بريطاني جديد يتفوق على الديزل" (ملف PDF) . صحيفة نيويورك تايمز . 28 مايو 1919. تاريخ الاطلاع: 13 نوفمبر 2017 .
- ↑ ويليام جوزيف ستيل (19 يونيو 1917). "براءة اختراع أمريكية رقم 1230617" . مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 ديسمبر 2010 .
- ↑ "الحرارة المهدرة في قوة المحرك". صحيفة التايمز (42110): 6. 27 مايو 1919.
- 1 2 "الحصول على المزيد من محرك الغاز" . مجلة العلوم الشعبية الشهرية . سبتمبر 1919. تم الاطلاع عليه في 13 ديسمبر 2009 .
- ↑ "محركات الاحتراق الداخلي والهواء المضغوط المدمجة" . مكتب براءات الاختراع الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 نوفمبر 2017 .
- ↑ روبنسون، ويليام (1927). الديناميكا الحرارية التطبيقية . لندن: بيتمان. ص 295-299 . OCLC 3463816 .
- ↑ سيلف، دوغلاس (16 نوفمبر 2008). "محرك البخار والديزل الثابت" . متحف التكنولوجيا القديمة . تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2011 .
- ↑ فالكوس، مالكولم (1992). أسطورة القمع الأزرق . لندن: ماكميلان. ص 192. ISBN 1349114782.
- 1 2 مارسدن، ريتشارد. "قاطرة كيتسون-ستيل التجريبية الهجينة البخارية/الديزل" . موسوعة سكة حديد لندن والشمال الشرقي (LNER) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2009 .
- محركات البخار
- محركات الديزل
- الدفع البحري