Fuelle

Un fuelle o par de fuelles es un dispositivo construido para proporcionar una fuerte ráfaga de aire . El tipo más simple consiste en una bolsa flexible que comprende un par de tablas rígidas con asas unidas por lados de cuero flexible que encierran una cavidad aproximadamente hermética que se puede expandir y contraer accionando las asas, y está equipada con una válvula que permite que el aire llene la cavidad cuando se expande, y con un tubo a través del cual el aire es expulsado en una corriente cuando la cavidad se comprime. ^[1] Tiene muchas aplicaciones, en particular soplar sobre un fuego para suministrarle aire.

El término "fuelle" se utiliza por extensión para designar una bolsa flexible cuyo volumen puede modificarse mediante compresión o expansión, pero que no se utiliza para introducir aire. Por ejemplo, la bolsa hermética a la luz (pero no al aire) que permite variar la distancia entre el objetivo y la película de una cámara fotográfica plegable se denomina fuelle .

"Bellows" sólo se utiliza en plural. El nombre en inglés antiguo para "bellows" era blǽstbęl(i)g , blást-bęl(i)g 'bolsa de explosión', 'bolsa de soplado'; el prefijo se eliminó y en el siglo XI se utilizó el simple bęlg , bylg , bylig ('bolsa'). La palabra es cognada con " bellow ". ^[1] Hay palabras similares en nórdico antiguo , sueco, danés y holandés (blaasbalg), pero la derivación no es segura. 'Bellows' parece no ser cognado con el aparentemente similar latín follis. ^[1]

Varios procesos, como la fundición y la soldadura de hierro metalúrgico , requieren tanto calor que solo pudieron desarrollarse después de la invención, en la antigüedad , del fuelle. Los fuelles se utilizan para suministrar aire adicional al combustible, aumentando la velocidad de combustión y, por lo tanto, la producción de calor.

En metalurgia se utilizan varios tipos de fuelles :

• Los fuelles de caja se utilizaban y se utilizan tradicionalmente en el este de Asia.
• Los fuelles se utilizaban en el antiguo Egipto.
• Fuelle de pie Tatara de Japón.
• Los fuelles de acordeón , con sus característicos lados plisados, se han utilizado en Europa durante muchos siglos.
• Los fuelles de pistón se desarrollaron en el sudeste asiático (probablemente por los pueblos austronesios ) utilizando los principios del pistón de fuego , igualmente autóctono . Condujo al desarrollo independiente de la metalurgia del bronce y el hierro en el sudeste asiático . Estaban presentes en varias culturas del sudeste asiático y la tecnología se trasladó a Madagascar a través de la expansión austronesia . ^[2]

• La tecnología fue posteriormente adoptada y refinada por los chinos Han hasta convertirse en los fuelles de pistón de doble acción, que reemplazaron por completo los fuelles de olla o tambor de piel de buey de los nativos chinos. ^[2]
• Los fuelles de pistón se desarrollaron de forma independiente a mediados del siglo XVIII en Europa.

• Los fuelles metálicos se fabricaron para absorber el movimiento axial en condiciones dinámicas. A menudo se los denomina fuelles de dinámica axial.

Los fuelles chinos se fabricaban originalmente con piel de buey con dos ollas, como se describe en el libro de Mozi sobre tecnología militar en el período de los Reinos Combatientes (siglo IV a. C.). En la dinastía Han , el contacto con las culturas del sudeste asiático expuso a los chinos a los fuelles de pistón a base de bambú del sudeste asiático. La tecnología de fuelle de pistón adquirida reemplazó por completo a los fuelles de piel de buey chinos que, en la dinastía Song , se extinguieron por completo. ^[2] Al ingeniero mecánico chino de la dinastía Han, Du Shi (fallecido en 38), se le atribuye ser el primero en utilizar la energía hidráulica en bombas de pistón de doble acción, a través de una rueda hidráulica , para operar fuelles en metalurgia. Su invento se utilizó para operar fuelles de pistón de altos hornos para forjar hierro fundido . ^[3] Los antiguos griegos , los antiguos romanos y otras civilizaciones usaban fuelles en hornos de fundición para producir hierro forjado . Los fuelles también se utilizan para enviar aire presurizado de forma controlada en un calentador encendido.

En la industria moderna, los fuelles alternativos generalmente se reemplazan por sopladores motorizados.

Los fuelles de pistón de doble efecto son un tipo de fuelle utilizado por herreros y fundidores para aumentar el flujo de aire que entra en la forja, con la propiedad de que el aire se expulsa en ambos golpes de la manija (en contraste con los fuelles más simples y comunes que expulsan aire cuando el golpe es en una dirección y rellenan el fuelle en la otra dirección). Estos fuelles expulsan un soplo más constante y, por lo tanto, más fuerte que los fuelles simples. ^[4] Este tipo de fuelles existía en China al menos desde el siglo V a. C., cuando se inventó, y había llegado a Europa en el siglo XVI. ^{[5] [6]} En 240 a. C., el antiguo inventor griego Ctesibio de Alejandría inventó de forma independiente un fuelle de pistón de doble acción utilizado para elevar agua de un nivel a otro. ^[7]

Un pistón está encerrado en una caja rectangular con un asa que sobresale de un lado. Los bordes del pistón están cubiertos con plumas, piel o papel suave para garantizar que sea hermético y esté lubricado . A medida que se tira del pistón, el aire entra desde el lado más alejado y el aire de la cámara cercana se comprime y se fuerza hacia una cámara lateral, donde fluye a través de la boquilla. Luego, a medida que se empuja, el aire entra desde el lado cercano y el aire de la cámara lejana fluye a través de la misma boquilla. ^{[4] [5]}

Estos tienen tres hojas. La hoja del medio está fija en su lugar. La hoja inferior se mueve hacia arriba y hacia abajo. La hoja superior puede moverse libremente y tiene un peso sobre ella. Las hojas inferior y del medio contienen válvulas, la superior no. Solo el pulmón superior está conectado al pico.

Cuando se sube la hoja inferior, se bombea aire desde el pulmón inferior al pulmón superior. Al mismo tiempo, el aire sale del fuelle desde el pulmón superior a través del pico, pero a un ritmo más lento. Esto infla el pulmón superior. A continuación, se baja la hoja inferior para introducir aire fresco en el fuelle. Mientras esto sucede, el peso de la hoja superior la empuja hacia abajo, por lo que el aire sigue saliendo por el pico.

Este diseño no aumenta la cantidad de flujo de aire que entra en la forja, pero proporciona un flujo de aire más constante en comparación con un fuelle simple. También proporciona un flujo de aire más uniforme que dos fuelles simples bombeados de forma alternada o un fuelle de pistón de doble efecto.

En ruinas arqueológicas del Levante , los arqueólogos han encontrado fuelles primitivos, que consistían en una olla de cerámica a la que se había unido una piel de cuero suelta en la parte superior. Estos fuelles de olla se construían con un borde ancho, de modo que la cubierta de piel transmitiera una cantidad máxima de aire cuando se bombeaba. La cubierta se sujetaba a la olla con una cuerda debajo de un borde vuelto hacia afuera, o en una ranura justo debajo del borde exterior. Una abertura cerca de la base servía para insertar un tubo de material perecedero cuyo propósito era dirigir el chorro de aire al horno o al crisol, y que generalmente se hacía a través de la mediación de una tobera . ^[8] Las toberas utilizadas junto con los fuelles de olla tenían la función de proteger los extremos de los tubos perecederos que conducían desde la olla al fuego. Algunos lugares del África sahariana todavía hacen uso de fuelles de olla primitivos.

• Los fuelles se utilizan ampliamente en circuitos de potencia hidráulica y circuitos de refrigeración.
• Son una parte esencial de las máquinas de anestesia .
• Los relojes de cuco utilizan fuelles para soplar aire a través de sus gedackt (tubos) e imitar el llamado del pájaro cuco común.
• Los instrumentos musicales pueden utilizar fuelles como sustituto o regulador de la presión de aire proporcionada por los pulmones humanos :
  • Acordeón , concertina e instrumentos afines
  • Órgano de lengüeta
  • Órgano de tubos
  • Musette de cour , Uilleann Pipes y algunas otras variedades de gaitas
  • Armonio y melodeón
  • Portátil

El término "fuelle" se utiliza por extensión para una serie de aplicaciones que no implican transferencia de aire.

• Los fuelles se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y mecánicas, como botas de varillas, cubiertas de vías de maquinaria, cubiertas de elevadores y cubiertas de rieles para proteger varillas, cojinetes y sellos de la suciedad.
• Los fuelles se utilizan ampliamente en autobuses articulados y tranvías , para cubrir la unión donde se dobla el vehículo.
• Los fuelles se utilizan en aneroides mecánicos y actúan como un indicador de precisión de los niveles de presión en función de su movimiento lateral.
• Los tubos de fuelle, un tipo de tubo liviano, flexible y extensible, se pueden utilizar para suministrar gas o aire a una presión cercana a la ambiental, como en los primeros diseños de pulmón acuático .
• Las cámaras plegables y de visión utilizan fuelles para excluir la luz y al mismo tiempo permitir que la lente se mueva con relación al plano de la película para enfocar y, principalmente en las cámaras de visión, para permitir que la lente se deslice y se incline para controlar la imagen ( movimientos de la cámara ).
• Junta de expansión para tuberías : en esta aplicación, se forman fuelles en serie para absorber el movimiento térmico y la vibración en sistemas de tuberías que transportan medios de alta temperatura, como gases de escape o vapor.

Los ahumadores de abejas tienen fuelles adheridos a un costado para suministrar aire a un combustible de combustión lenta. Esto permite una mayor velocidad de combustión y una mayor producción de humo temporalmente cuando se lo solicita, algo deseable para calmar a las abejas domésticas .

• 
  Fuelle de uretano
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  Un fuelle de gran tamaño crea una nube en forma de hongo en el Exploratorium de San Francisco, California .

• Silfón para usos de fuelles metálicos en física experimental e ingeniería.

• "Mersa Gawasis (Mar Rojo - Egipto): Temporada de campo UNO/IsIAO y BU 2003-2004 bajo la dirección de Rodolfo Fattovich y Kathryn Bard". archaeogate.org . 18 de octubre de 2004. Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2007.
• Gernet, Jacques (1972). Una historia de la civilización china . Traducido por Foster, JR Cambridge University Press.

• Patente de EE. UU. 4325769A, Moyse, Richard J. y Moyse, Clarence L., "Método de fabricación de fuelles"