Fuelle

Diagrama de una chimenea

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 consta de un par de tablas rígidas con asas unidas por lados de cuero flexibles que encierran una cavidad aproximadamente hermética que puede expandirse y contraerse accionando las asas, y equipada con una válvula que permite que el aire llene la cavidad cuando se expande., y con un tubo a través del cual se expulsa el aire en una corriente cuando se comprime la cavidad. Tiene muchas aplicaciones, en particular, soplar sobre el fuego para suministrarle aire.

Huevos de chimenea en inglés hechos a mano

El término "fuelle" se usa por extensión para una bolsa flexible cuyo volumen se puede cambiar por compresión o expansión, pero no se usa para suministrar aire. Por ejemplo, la bolsa hermética a la luz (pero no hermética) que permite variar la distancia entre la lente y la película de una cámara fotográfica plegable se denomina fuelle.

Etimología

Un panadero preservado Deutsches Werkzeugmuseum (Museo de herramientas alemanas) en Remscheid.

Viejos fuelles usados en campo de oro cerca de Milparinka, N.S.W., Australia. 1976.

"Fuelle" solo se usa en plural. El nombre en inglés antiguo de "bellows" era blǽstbęl(i)g, blást-bęl(i)g 'explosión-bolsa', 'soplado -bolsa'; el prefijo se eliminó y en el siglo XI el simple bęlg, bylg, bylig ('bag'). La palabra está relacionada con "vientre". Hay palabras similares en nórdico antiguo, sueco, danés y holandés (blaasbalg), pero la derivación no es segura. 'Fuelle' parece no ser cognado con el latín follis aparentemente similar.

Metalurgia

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

En la metalurgia se utilizan varios tipos de fuelles:

• Se utilizaron y se utilizan tradicionalmente en Asia oriental.
• Huevos de patas fueron usados en el antiguo Egipto.
• Huele de pie de tártara de Japón.
• Las campanas de acordeón, con los característicos lados plegados, se han utilizado en Europa durante muchos siglos.
• Piston bellows developed in Southeast Asia (probablemente by the Austronesian peoples) using the principles of the similarly indigenous fire pistón. Consiguió el desarrollo independiente de la metalurgia de bronce y hierro en el sudeste asiático. They were present in various Southeast Asian cultures, and the technology was transportd to Madagascar via the Austronesian expansion.

• La tecnología fue adoptada y refinada más tarde por los chinos Han en los fuelles de pistón de doble acción, reemplazando completamente el oreja de buey chino nativo.
• Piston bellows fueron desarrollados independientemente a mediados del siglo XVIII en Europa.

• Se hicieron huecos metálicos para absorber el movimiento axial en una condición dinámica. A menudo se conoce como tipos de huecos Axial Dynamics.

Los fuelles chinos originalmente estaban hechos de piel de buey con dos recipientes, como se describe en el libro de Mozi sobre tecnología militar en el Período de los Reinos Combatientes (siglo IV a. C.). Durante la dinastía Han, el contacto con las culturas del sudeste asiático expuso a los chinos a los fuelles de pistón a base de bambú de los asiáticos del sudeste. La tecnología de fuelle de pistón adquirida reemplazó por completo a los fuelles de piel de buey chinos que en la dinastía Song, los fuelles de piel de buey estaban completamente extintos. Al ingeniero mecánico chino de la dinastía Han Du Shi (m. 38) se le atribuye ser el primero en utilizar 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. Los antiguos griegos, los antiguos romanos y otras civilizaciones usaban fuelles en hornos floreados que producían hierro forjado. Los fuelles también se utilizan para enviar aire presurizado de manera controlada en un calentador a fuego.

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

Fuelle de pistón de doble efecto

Los fuelles de pistón de doble efecto son un tipo de fuelles que utilizan los herreros y fundidores para aumentar el flujo de aire que ingresa a la fragua, con la propiedad de que el aire sale en ambos golpes de la manija (a diferencia de los más simples y comunes). fuelles que soplan aire cuando la carrera es en una dirección y rellenan los fuelles en la otra dirección). Estos fuelles emiten un sonido más constante y, por lo tanto, más fuerte que los fuelles simples. Estos fuelles existían en China al menos desde el siglo V a. C., cuando se inventaron, y llegaron a Europa en el siglo XVI. En el año 240 a. C., el antiguo inventor griego Ctesibio de Alejandría inventó de forma independiente un fuelle de pistón de doble acción que se usaba para elevar el agua de un nivel a otro.

Un pistón está encerrado en una caja rectangular con un mango que sale de un lado. Los bordes del pistón están cubiertos con plumas, pieles o papel suave para garantizar que esté hermético y 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 es empujado, el aire ingresa desde el lado cercano y el aire en la cámara lejana fluye a través de la misma boquilla.

Fuelle de acordeón de doble pulmón

Estos tienen tres hojas. La hoja central 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 encima. Las hojas inferior y media contienen válvulas, la superior no. Solo el pulmón superior está conectado al pico.

Cuando la hoja inferior se mueve hacia arriba, 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, la hoja inferior se mueve hacia abajo para introducir aire fresco en los fuelles. 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 ingresa a la fragua, 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 alternativamente o un fuelle de pistón de doble acción.

Fuelle primitivo

Huevos de pata (excavación)

En las ruinas arqueológicas del Levante, los arqueólogos han encontrado fuelles de olla primitivos, que consisten en una olla de cerámica a la que se había adherido una piel suelta en la parte superior. Dichos fuelles de olla se construyeron con un borde ancho, de modo que la cubierta de piel transmitiera la máxima cantidad de aire cuando se bombeara. 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 moldeable a pluma cuyo propósito era dirigir el chorro de aire hacia el horno o el crisol, y que generalmente se hacía por mediación de una tobera. Las toberas utilizadas junto con los fuelles de las ollas tenían la función de proteger los extremos de los tubos perecederos que iban de la olla al fuego. En algunos lugares del África sahariana todavía se utilizan fuelles primitivos.

Otras aplicaciones

Aplicaciones de transferencia de fluidos

• Los fuelles se utilizan extensamente en circuitos hidráulicos de potencia y bucles de refrigeración.
• Son una parte esencial de las máquinas de anestesia.
• Los relojes de cuco usan los fuelles para volar el aire a través de su gedackt (pipes) e imitar la llamada del pájaro Cuckoo Común.
• Los instrumentos musicales pueden emplear los fuelles como sustituto o regulador de la presión del aire proporcionada por los pulmones humanos:
  • Acordeamiento, concertina e instrumentos conexos
  • Reed organ
  • Órgano de tubería
  • Musette de cour, Uilleann Pipes y algunas otras variedades de bagpipes
  • Armonio y melodeón
  • Portative

Aplicaciones de juntas de dilatación

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

• Los fuelles son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y mecánicas como botas de varilla, cubiertas de maquinaria, cubiertas de ascensor y cubiertas de carril para proteger varillas, rodamientos y sellos de la suciedad.
• Los fuelles son ampliamente utilizados en autobuses articulados y tranvías, para cubrir la articulación donde el vehículo se dobla.
• Los fuelles se utilizan en aneroides mecánicos actuando como indicador de precisión de los niveles de presión basados en su movimiento lateral.
• Tubos de almohadas, un tipo de tubos ligeros, flexibles y extensibles se pueden utilizar para la entrega de gas o aire a presión cercana a los ambientes, como en los primeros diseños de aqua-lung.
• Las cámaras plegables y visuales utilizan las campanas para excluir la luz, permitiendo que la lente se mueva en relación con el plano de película para enfocarse y, principalmente en las cámaras de visión, para permitir que la lente se deslice y la inclinación para controlar la imagen (movimientos de cámara).
• Junta de expansión de tuberías: En esta aplicación, se forman los 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.

Apicultura

Los ahumadores de abejas tienen fuelles unidos a un costado para proporcionar aire a un combustible de combustión lenta. Esto permite una mayor tasa de combustión y una salida de humo temporalmente más alta, algo deseable cuando se trata de calmar a las abejas domesticadas.

Galería

• 

  Huevos de uretano

• 

  Una gran campana crea una nube de hongos en el Exploratorio de San Francisco, California.