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Un motor soplador es un gran motor de vapor estacionario o motor de combustión interna acoplado directamente a cilindros de bombeo de aire . Entregan una gran cantidad de aire a una presión menor que la de un compresor de aire , pero mayor que la de un ventilador centrífugo .
Los motores de soplado se utilizan principalmente para proporcionar aire comprimido a hornos, altos hornos y otras formas de fundición .
Los primeros motores de soplado fueron las casas de soplado : fuelles impulsados por ruedas hidráulicas .
Las fundiciones están ubicadas más económicamente cerca de la fuente de su mineral , que puede no tener energía hidráulica adecuada disponible en las cercanías. También existe el riesgo de que una sequía interrumpa el suministro de agua o que la demanda del horno aumente hasta superar la capacidad de agua disponible.
Estas restricciones llevaron a la primera forma de máquina de vapor utilizada para generar energía en lugar de bombear: la máquina de retorno de agua . Con este motor, se utilizaba una bomba de vapor para elevar el agua que a su vez impulsaba una rueda hidráulica y, por tanto, la maquinaria. Luego, la bomba devolvía el agua de la rueda. Estas primeras máquinas de vapor solo eran adecuadas para bombear agua y no podían conectarse directamente a la maquinaria.
Los primeros ejemplos prácticos de estos motores se instalaron en 1742 en Coalbrookdale [1] y como mejoras en Carron Ironworks en Clyde en 1765. [2]
Los primeros motores de vapor fueron motores de vigas , primero de tipo no rotativo (es decir, únicamente alternativos) y más tarde de tipo rotativo (es decir, accionando un volante ). Ambos se utilizaron como motores de soplado, generalmente acoplando un cilindro de aire al extremo más alejado de la viga del cilindro de vapor. Joshua Field describe un viaje de 1821 a Foster, Rastrick & Co. de Stourbridge , [3] donde observó ocho motores de gran haz, uno de 30 hp que accionaba un cilindro de soplado de 5 pies de diámetro y 6 pies de carrera.
Mientras que los motores de viga posteriores accionaban volantes, esto era útil para proporcionar una acción más uniforme al motor. El cilindro de aire todavía era impulsado solo por la viga y el volante se usaba únicamente como volante, sin accionar un eje de salida. Un ejemplo superviviente muy conocido de este tipo son los motores de haz emparejado "David & Sampson" , ahora conservados en el museo al aire libre de Blists Hill , Ironbridge Gorge . [4] [5] Estos son un par de motores de haz de condensación de un solo cilindro, cada uno de los cuales impulsa un cilindro de aire por su propio haz, pero comparten un solo volante entre ellos. Destacan por sus arcos dóricos decorativos. [6] Los motores tenían una larga vida útil: 50 años de servicio primario desde 1851 proporcionando la explosión para los hornos Priors Lee de la Lilleshall Company , [7] [8] luego otros 50 años hasta el cierre de la planta como motores de reserva. todavía se trabaja ocasionalmente. [9]
El gran motor de soplado vertical ilustrado en la parte superior fue construido en la década de 1890 por EP Allis Co. de Milwaukee (que más tarde formaría parte de Allis-Chalmers ). El cilindro de vapor (inferior) tiene 42 pulgadas (1,1 m) de diámetro, el cilindro de aire (superior) 84 pulgadas (2,1 m) y ambos con una carrera de 60 pulgadas (1,5 m).
El cilindro de vapor tiene un engranaje de válvula Reynolds-Corliss , accionado a través de un eje auxiliar accionado por bisel debajo, en ángulo recto con respecto al cigüeñal. [10] Esto también significa que la placa de muñeca del Corliss está en ángulo recto con el volante, en lugar de paralela como es habitual. Edwin Reynolds era el diseñador de la empresa Allis y en 1876 había desarrollado una versión mejorada del engranaje de válvulas Corliss , con un engranaje de disparo mejorado capaz de trabajar a velocidades más altas. [11] Las válvulas de aire también son accionadas por excéntricas de este mismo eje.
Al igual que los motores de viga, la fuerza principal del pistón se transmite al cilindro de aire mediante una acción puramente alternativa y los volantes existen para suavizar la acción del motor. Para permitir el ajuste, el vástago del pistón de vapor sólo llega hasta la cruceta . Por encima de esto se encuentran las varillas gemelas del pistón neumático. El eje del volante está montado debajo del pistón de vapor, y las bielas emparejadas se mueven hacia abajo y hacia atrás para convertirlo en un motor de biela de retorno .
A finales del siglo XIX, se desarrollaron motores de gas de combustión interna para quemar gases producidos en los altos hornos, eliminando la necesidad de combustible para las calderas de vapor y aumentando la eficiencia. Bethlehem Steel fue una de las empresas que empleó esta tecnología. [12] Enormes motores horizontales, generalmente de un solo cilindro, quemaban gas de alto horno . SA John Cockerill de Bélgica y Körting de Hannover fueron ambos fabricantes destacados de este tipo de motores.
Se están realizando algunos esfuerzos para restaurar algunos de estos motores. [13] Algunas empresas todavía fabrican e instalan motores de combustión interna de varios cilindros para quemar gases residuales en la actualidad. [14]
Cuando los altos hornos fueron reequipados después de la Segunda Guerra Mundial , la fuente de energía preferida era el motor diésel o el motor eléctrico . Ambos tenían una salida giratoria, que funcionaba bien con los desarrollos contemporáneos en ventiladores centrífugos capaces de manejar enormes volúmenes de aire. Aunque la máquina de soplado de vapor alternativo continuó donde ya estaba en uso, rara vez se instalaron después de la guerra. Estas plantas más antiguas comenzaron a cerrar en la década de 1950 y su número se redujo drásticamente en todo Occidente durante la década de 1970. Los motores de esta forma son ahora raros.
En el museo al aire libre de Blists Hill , Ironbridge Gorge , se pueden ver ejemplos de un motor de soplado de vigas [4] [5] y de un motor vertical [5] . Los motores de rayos "David & Sampson" son monumentos programados . [4]
Una máquina de soplado de vigas de 1817 de Boulton & Watt , antiguamente utilizada en la ferrería Netherton de MW Grazebrook, ahora decora Dartmouth Circus, una isleta de tráfico al inicio de la autopista A38(M) en Birmingham (ver imagen arriba, ubicación: 52°29 ′33 ″ N 1 ° 53′17 ″ O / 52.492537 ° N 1.888189 ° W / 52.492537 ;
El tercer motor es muy atractivo, un motor de 6 columnas [un motor de viga con un marco horizontal elevado sobre columnas] de 30 H de potencia que funciona con un cilindro de soplado de 5 pies y 6 pies de carrera "
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