Войти
A Ватт-двигатель : показывает вход пара и воды A лучевой двигатель - это тип паровой машины, в которой поворотная верхняя балка используется для приложения силы от вертикального поршня к вертикальному шатуну. Эта конфигурация, в которой двигатель напрямую приводит в действие насос, была впервые использована Томасом Ньюкоменом около 1705 года для удаления воды из шахт в Корнуолле. Эффективность двигателей была улучшена инженерами, в том числе Джеймсом Ваттом, который добавил отдельный конденсатор ; Джонатан Хорнблауэр и Артур Вульф, которые составили цилиндры ; и Уильям Макнот, который разработал метод компаундирования существующего двигателя. Впервые балочные двигатели использовались для откачки воды из шахт или каналов, но их можно было использовать для перекачивания воды в дополнение к потоку водяного колеса, приводившего в действие мельницу.
Чугунная балка 1812 года Бултона Двигатель Watt на насосной станции Crofton - самый старый действующий пример в мире на месте 
Задняя часть музея Де Крукиус около Амстердам, старая насосная станция, использовавшаяся для осушения Харлеммермера. На нем показаны лучи насосного двигателя и 9-метровый перепад уровня воды из реки Спаарне. Балочный двигатель - самый большой из когда-либо построенных, и использовался до 1933 года. 
Остатки балочного двигателя с водным приводом в Ванлокхед поворотный балочный двигатель - более поздняя конструкция балочного двигателя, в котором шатун приводит в движение маховик с помощью кривошипа (или, исторически, с помощью солнечной и планетарной передачи ). Эти лучевые двигатели могут использоваться для непосредственного питания линейного вала в мельнице . Их также можно использовать для питания паровых кораблей.
Первые двигатели пучка были водяными и использовались для перекачивания воды из мины. Сохранившийся пример можно увидеть на свинцовой шахте Straitsteps в Wanlockhead в Шотландии.
Лучевые двигатели широко использовались для питания насосов на Английском канале система, когда она была расширена с помощью шлюзов в начале промышленной революции, а также для отвода воды из шахт в тот же период, и как заводные двигатели.
Первый паровой пучковый двигатель был разработан Томасом Ньюкоменом. Строго говоря, это не было приводом от пара, так как пар, подаваемый ниже поршня, конденсировался, создавая частичный вакуум, позволяющий атмосферному давлению толкать поршень вниз. Поэтому он был назван атмосферным двигателем. Атмосферный двигатель Ньюкомена был принят на вооружение многих шахт в Корнуолле и других местах, но он был относительно неэффективен и потреблял большое количество топлива. Двигатель был усовершенствован Джоном Смитоном, но Джеймс Ватт решил основные недостатки двигателя Ньюкомена в своем паровом двигателе Ватта путем добавления отдельного конденсатора, таким образом позволяя баллону оставаться горячим. Технически это был атмосферный двигатель, пока (согласно последующим патентам) он не закрыл верхнюю часть цилиндра, подавая пар, который также толкал поршень вниз. Это сделало его настоящим паровым двигателем и, возможно, подтверждает его как изобретателя парового двигателя. Он также запатентовал центробежный регулятор и параллельное движение. последняя позволяла заменять цепи вокруг головки дуги и, таким образом, позволяла использовать ее в качестве вращающегося двигателя.
Его патенты оставались в силе до начала 19 века, и некоторые говорят, что это сдерживало развитие. Однако в действительности разработка велась другими, и в конце периода действия патента произошел взрыв новых идей и улучшений. Лучевые двигатели Ватта использовались в коммерческих целях в гораздо большем количестве, и многие из них продолжали работать в течение 100 и более лет.
Ватт владел патентами на ключевые аспекты конструкции своего двигателя, но его ротационный двигатель был в равной степени ограничен патентом Джеймса Пикарда на простой кривошип. В богатых оловом и медью районах юго-запада Англии балочный двигатель был значительно улучшен и увеличен, что позволило осушить существовавшие там глубокие шахты. Следовательно, корнуоллские двигатели стали всемирно известными, поскольку они остаются одними из самых массивных лучевых двигателей, когда-либо созданных.
Из-за большого количества патентов на различные части двигателей и последствий нарушения патентных прав существуют примеры двигателей Beam, на которых не указано имя производителя (Hollycombe Steam Collection ).
Небольшой двигатель с вращающейся балкой, построенный в 1870 году Томасом Хорном по проекту Джеймса Уатта. Коленчатый вал виден спереди, а маховик частично скрыт двигателем. (Первоначально установлен на гидротехнических сооружениях в Эшфорде, в настоящее время функционирует и сохранился на Бредгаре и Вормсхилле.)
Балочная машина Томаса Хорна Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia "Леонардо да Винчи ", Милан. В двигателе с вращающейся балкой поршень установлен вертикально, а шток поршневой шток приводит в движение балку, как и раньше. A шатун из другой конец балки, вместо того, чтобы приводить шток насоса, теперь приводит в движение маховик.
Ранние двигатели Watt использовали запатентованные Watt солнечные и планетарные шестерни, а не простой кривошип, как использование последний был защищен патентом, принадлежащим Джеймсу Пикарду. По истечении срока действия патента простой кривошип стал использоваться повсеместно. После достижения вращательного движения приводной ремень можно было прикрепить рядом с маховиком. Это передавало мощность к другим приводным валам и от этих других ремней может быть затем подключена для питания различных статических механизмов, например, молотильного, измельчающего или линг машины.
Первые паровые корабли использовали варианты поворотно-балочных двигателей. Эти морские паровые машины, известные как боковой рычаг, кузнечик, крейцкопф или «шагающая балка», и другие - все отличались от оригинальных наземных машин тем, что располагали балку или балки в разных положениях, чтобы занимать меньше места на борту корабля.
Приготовление смеси включает два или более цилиндра; Пар низкого давления из первого цилиндра высокого давления проходит во второй цилиндр, где он расширяется дальше и обеспечивает больший привод. Это сложный эффект; отработанный пар может производить дальнейшую работу, если он затем проходит в конденсатор обычным способом. Первый эксперимент с компаундированием был проведен Джонатаном Хорнблауэром, который получил патент в 1781 году. Его первый двигатель был установлен на шахте Тинкрофт, Корнуолл. Он имел два цилиндра - один диаметром 21 дюйм (0,53 м) с ходом 6 футов (1,8 м) и один диаметром 27 дюймов (0,69 м) с ходом 8 футов (2,4 м) - размещенных рядом друг с другом на одном конце. балки. Первые двигатели показали небольшой прирост производительности: давление пара было слишком низким, соединительные трубы были небольшого диаметра и конденсатор неэффективен.
В то время законы термодинамики не были должным образом поняты, в частности концепция абсолютного нуля. Такие инженеры, как Артур Вульф, пытались решить инженерную проблему с несовершенным пониманием физики. В частности, их клапанная шестерня врезалась в неправильное положение в ходе хода, не позволяя расширяться в цилиндре. Успешные составные двигатели Вульфа были произведены в 1814 году для медного рудника и оловянного рудника Уил Вор.
Уильям Макнот запатентовал составной балочный двигатель в 1845 году. На балочном двигателе стандартной конструкции Boulton Watt он поместил цилиндр высокого давления с противоположной стороны балки от существующего одноцилиндрового двигателя, где обычно устанавливался водяной насос. Это имело два важных эффекта: это значительно снизило давление на балку, а соединительная паровая труба, будучи длинной, действовала как расширяющийся приемник - элемент, отсутствующий в конструкции Woolf. Эта модификация могла быть произведена ретроспективно, и двигатели, модифицированные таким образом, назывались «McNaughted». Преимущества составного двигателя не были значительными при давлении ниже 60 фунтов на квадратный дюйм (410 кПа), но проявлялись при давлении более 100 фунтов на квадратный дюйм (690 кПа).
Опорная плита и утеплитель из красного дерева, лучевой двигатель, British Engineerium, Брайтон  | Найдите beam engine в Викисловаре, бесплатном словаре |
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Лучевыми двигателями. |
