Водяной двигатель

Водяной двигатель — это двигатель объёмного вытеснения, часто очень похожий на паровой двигатель с похожими поршнями и клапанами, который приводится в действие давлением воды . Подача воды осуществляется из естественного напора воды , водопровода или специализированного источника высокого давления, например, такого, который когда-то предоставляла London Hydraulic Power Company . Водопроводы в 19 веке часто работали при давлении от 30 до 40 фунтов на квадратный дюйм , в то время как компании, занимающиеся гидравлической энергетикой, поставляли воду под более высоким давлением — до 800 фунтов на квадратный дюйм.

Термин «водяной двигатель» ( нем . Wassermotor ) чаще применялся к небольшим турбинам ковшового типа, приводимым в действие водопроводным краном (например, водяной двигатель Уитни ), и в основном использовался для легких нагрузок, например, для швейных машин.

В девятнадцатом веке термины «гидравлический двигатель» и «гидравлический двигатель» часто подразумевали ссылку на любой двигатель, приводимый в действие давлением жидкости, включая водяные двигатели и водяные двигатели, используемые в гидроэнергетике , но сегодня упоминания о гидравлических двигателях, если не указано иное, обычно относятся более конкретно к тем, которые работают на гидравлической жидкости в замкнутых гидравлических контурах гидравлических машин .

Поскольку вода практически несжимаема, клапанный механизм водяных двигателей сложнее, чем тот, который используется в паровых двигателях, а некоторые водяные двигатели даже имели небольшой вторичный двигатель, предназначенный исключительно для питания работы их клапанов. Слишком быстрое закрытие клапана может привести к возникновению очень большого давления и взрыву трубопровода (явление, похожее на гидравлический удар ), и в дополнение к клапанам, предназначенным для медленного закрытия, многие водяные двигатели использовали воздушные камеры, чтобы обеспечить некоторое поглощение силы путем сжатия воздуха в них.

Неясно, когда и где были изобретены водяные двигатели, но вполне возможно, что они впервые были использованы в шахтах центральной Германии; определенно такое устройство было описано Робертом Фладдом после того, как он посетил Германию около 1600 года. ^{[1] [2]}

В 19 веке водяные двигатели широко использовались в Лондоне, работая на воде высокого давления, поставляемой London Hydraulic Power Company через свою обширную сеть труб. Даже когда начали использоваться практичные электродвигатели, водяные двигатели оставались популярными в течение нескольких лет, поскольку обладали несколькими преимуществами: они были тихими, надежными, дешевыми в эксплуатации, компактными, безопасными и могли надежно работать во влажных или заболоченных условиях, неподходящих для электрических приборов, например, для питания водяных насосов в шахтах, где их способность продолжать работать даже при полном погружении была главным преимуществом.

Другие области применения включали использование в железнодорожных компаниях, где они приводили в действие поворотные круги , краны, подъемники и т. д., вращающиеся сцены в лондонских театрах «Палладиум» и «Колизей» , а также органы .

Самая большая возможная конструкция водяного двигателя — это прямодействующий двигатель водяной колонны или машина водяной колонны ^[3] (нем. Wassersäulenmaschine ). Такие устройства использовались для насосных целей в различных горнодобывающих районах с середины восемнадцатого века, и одно из них использовалось, например, Георгом Фридрихом фон Рейхенбахом в 1810 году для перекачивания рассола из Берхтесгадена в Райхенхалль. ^[4]

Подобно функции гидравлического тарана, впускаемая вода транспортируется другой средой. Поршни разного размера водяного столба работают на одной оси; его управление отдаленно напоминает управление парового двигателя . Водяные столбы использовались для транспортировки рассола , перекачивая его из одного места в другое.

• 
  Водяной двигатель Фрайберга (1900)
• 
  Водяной двигатель Райхенбаха в музее Клаушойзль

Водяной двигатель также успешно использовался в стиральных машинах , например, с 1914 года фирмой Miele . Эти стиральные машины, которые были очень распространены, особенно в сельской местности, до 1960-х годов, состояли из деревянной ванны с вращающимся крестом, встроенным в крышку. Эта «звездообразная ручка» вращалась в регулярных, взад и вперед, движениях двумя поршнями, которые были подключены к водопроводу. Эффект стирки достигался постоянным движением белья в ванне, наполненной мыльной пеной ( Lauge ) и/или водой.

Большое количество используемой воды было менее важным, поскольку часто было много использованной воды, и она была очень дешевой. Кроме того, в бережливых сельских домохозяйствах вода, используемая для ее работы, часто использовалась и для других целей.

Необходимым условием для правильной работы водяного двигателя было достаточное давление в водопроводных трубах. В периоды большого потребления воды (до или после работы) давление воды часто было недостаточным. В суровые зимы, когда водопроводные трубы часто замерзали, водяной двигатель не мог использоваться. По этим причинам стиральные машины все еще имели устройство, позволяющее им вращаться «мускульной силой».

С изобретением современной стиральной машины эти тазы с водяными двигателями исчезли с рынка.

В Wikisource есть текст статьи « Водные моторы » из Британской энциклопедии 1911 года .

• Водяные двигатели Дугласа Селфа
• Работа двигателя водяного столба ( java-апплет ) (на немецком языке)