Lanzamiento de nafta

El primer lanzamiento de nafta parece haber sido británico, según informó la revista francesa La Nature en 1888. ^{[ 4 ]} Este lanzamiento, Zephyr , fue inventado por Alfred Yarrow , un conocido constructor de lanchas de vapor desde hacía algunos años. Lanchas similares fueron producidas ese mismo año por la compañía suiza Escher Wyss AG . ^{[ 5 ]} Una de ellas fue la elegante balandra de casco de aluminio Mignon , de Alfred Nobel , de 1892. Otra, también de aluminio, fue la Aluminia de 1894.

Las primeras lanchas estadounidenses de nafta registradas fueron las de la compañía Ofeldt de Nueva York, que más tarde se haría famosa por fabricar motores de nafta. ^{[ 5 ]} Lo describían como el sistema «Essh» y posiblemente eran licenciatarios de las patentes de Escher Wyss. Además de Ofeldt, la Gas Engine and Power Co. de Nueva York también ofrecía lanchas completas. Para 1890, afirmaban haber vendido más de 500. ^{[ 6 ]}

La típica lancha de nafta era una embarcación abierta de unos 7,3 metros (24 pies ) de eslora. Se trataba de embarcaciones de recreo destinadas a excursiones en días soleados. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Al fin y al cabo, un barco comercial con tripulación profesional no sufriría el problema normativo que dio origen a su invención. Las lanchas de nafta aparecieron en los círculos más selectos, en los mejores clubes náuticos ^{[ 9 ]} y fueron propiedad de algunas personalidades célebres. ^{[ 10 ]} 

Hoy en día sobreviven pocos ejemplos. Algunas fuentes afirman que hay uno, ^{[ 11 ]} otras cuatro. ^{[ 12 ]}

• "Naphtha lanza 'Frieda'"Museo Marítimo de los Lagos de Minnesota . Archivado del original el 23 de julio de 2008. Se cree que esta elegante embarcación de 22 pies de largo es una de las únicas cuatro existentes.
• Museo de Barcos Antiguos . Museo de Barcos Antiguos , Nueva York. Archivado del original el 3 de enero de 2009.

Para evitar problemas de condensación prematura, el motor y la caldera se montaron juntos. Los motores eran de tres cilindros, de simple efecto, de expansión simple vertical , con una separación del cigüeñal de 120°, para que pudieran arrancar por sí solos sin problemas de punto muerto. ^{[ i ]}

Las calderas eran de tipo monotubo espiral. Se trataba de generadores de vapor de un solo paso, de tipo "tubo de agua" [ sic ] , donde el líquido en un extremo del tubo hervía al llegar al otro extremo, sin circulación en bucle. Calderas similares, aunque con agua y vapor convencionales, también se utilizaban en vagones de vapor como el White . La caldera se montaba directamente sobre la locomotora y estaba encerrada en una carcasa de latón o cobre pulido con un pequeño embudo en la parte superior. La función del embudo era simplemente expulsar los humos por encima de las cabezas de los pasajeros, y no servir de tiro para avivar el fuego.

A diferencia del carbón o la leña, los quemadores de chorro utilizados no requerían tiro adicional. ^{[ ii ]} La caldera se alimentaba con un quemador de chorro a presión, extrayéndose una pequeña cantidad de nafta presurizada de la caldera. ^{[ 5 ]} Un tubo y un embudo prominentes en la parte frontal de la carcasa de la caldera (a veces confundidos con un silbato) son la entrada de aire. El chorro de combustible se mezcla con el flujo de aire descendente en este tubo vertical, luego la mezcla de aire y combustible se alimenta a un quemador en forma de anillo dentro de la carcasa de la caldera. Para el arranque, se utilizaba una bomba de aire manual para presurizar el tanque de combustible y favorecer el flujo de combustible, junto con el precalentamiento de la serpentina del quemador encendiendo un poco de combustible en una bandeja debajo de ella. ^{[ 5 ]}

No había válvula de mariposa ni regulador para controlar la velocidad del motor. Como era habitual en las calderas monotubo espirales de paso único, la potencia del quemador se regulaba con la válvula de combustible, y la caldera respondía con la suficiente rapidez como para que esto fuera suficiente. ^{[ 13 ]}

La lubricación del motor se realizaba con el propio combustible, recogido en un cárter húmedo sellado situado bajo el cárter. El combustible de nafta ^{[ iii ]} era un lubricante aceptable y evitaba el problema de la separación del aceite lubricante del vapor de combustible condensado que se filtraba a través de los sellos de los anillos del pistón. Sin embargo, requería un sellado cuidadoso del cárter. ^{[ 5 ]}

El mecanismo de distribución del motor era sencillo, comparado con el de las máquinas de vapor contemporáneas . Un único árbol de levas giratorio en cabeza se desplazaba por encima de los cilindros, paralelo al cigüeñal. Excéntricas en este eje accionaban una válvula de corredera transversal para cada cilindro. El árbol de levas era accionado a la velocidad del motor ^{[ iv ]} mediante engranajes del cigüeñal. Un volante prominente en el árbol de levas permitía invertir el sentido de giro del motor, de forma similar a un mecanismo de distribución excéntrica deslizante, cambiando la fase del árbol de levas con respecto al cigüeñal. ^{[ 5 ]}

Se utilizaron condensadores externos refrigerados por agua, con simples tuberías que discurrían bajo el casco, a lo largo de la quilla. ^{[ 5 ]} A pesar de los evidentes riesgos de daños por varada , estos parecen haber dado pocos problemas en servicio. El tanque de combustible estaba en el castillo de proa del barco, lejos del motor y del riesgo de incendio. Este tanque de combustible se presurizaba con la nafta de retorno, evitando así la necesidad de una bomba de combustible.

Una de las características atractivas que llevó a los inventores a considerar la nafta como fluido de trabajo fue su bajo punto de ebullición , en comparación con el agua. Esto permite construir un motor relativamente simple, aunque en realidad representa una limitación en la eficiencia de dicho motor. En aquel entonces, la termodinámica ya era una ciencia avanzada y los físicos, si no todos los ingenieros, comprendían bien las limitaciones de los ciclos termodinámicos . Al limitar el rango de temperaturas entre las que funcionaba el motor, esto en realidad reduce la eficiencia potencial del motor, en lugar de aumentarla. ^{[ 14 ]}

Un ejemplo anterior del uso de fluidos de bajo punto de ebullición fue la máquina de éter de Du Tremblay de la década de 1850. ^{[ 14 ]} Esta se utilizaba en un ciclo de fondo como complemento de una máquina de vapor. El calor residual que se disipaba a través del condensador de la máquina de vapor se utilizaba para hervir éter e impulsar un segundo cilindro.

A pesar de los peligros obvios y los informes ocasionales de incendios, ^{[ 17 ] [ v ]} el lanzamiento de nafta parece haber funcionado razonablemente bien y de forma segura.

El motor de nafta no es muy conocido entre los ingenieros de modelos, pero al menos se ha construido una reproducción detallada. ^{[ 19 ]}