Μηχανή ατμού του Thomas Savery

Ο Thomas Savery γεννήθηκε από μια γνωστή οικογένεια στο Shilston της Αγγλίας περίπου το 1650. Ήταν καλά μορφωμένος και έδειξε μεγάλη αγάπη για τη μηχανική, τα μαθηματικά, τον πειραματισμό και την εφεύρεση.

Μία από τις πρώτες εφευρέσεις του Savery ήταν ένα ρολόι, το οποίο παραμένει στην οικογένειά του μέχρι σήμερα και θεωρείται ένα έξυπνο κομμάτι μηχανισμού. Συνέχισε να εφεύρει και να κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διάταξη τροχών κουπιών που κινούνται από καπστάν για να ωθούν τα σκάφη σε ήρεμο καιρό. Προχώρησε στην ιδέα του Βρετανικού Ναυαρχείου και του κυματοειδούς συμβουλίου, αλλά δεν είχε επιτυχία. Ο κύριος αντιρρητής ήταν ο επιθεωρητής του Πολεμικού Ναυτικού που απέρριψε τον Σάβερι με την παρατήρηση, "Και έχουν παρεμβαλλόμενους ανθρώπους, που δεν μας απασχολούν, να προσποιούνται ότι επινοούν ή εφευρίσκουν πράγματα για εμάς;"

Ο Savery δεν αποθαρρύνθηκε - τοποθέτησε τη συσκευή του σε ένα μικρό σκάφος και παρουσίασε τη λειτουργία του στον Τάμεση, αν και η εφεύρεση δεν εισήχθη ποτέ από το Ναυτικό.

Ο Savery εφηύρε το ατμομηχανή κάπου μετά το ντεμπούτο των κουπιών του, μια ιδέα για πρώτη φορά Edward Somerset, Marquis του Worcester, επίσης μερικοί άλλοι προηγούμενοι εφευρέτες. Φημολογείται ότι ο Savery διάβασε το βιβλίο του Somerset που περιγράφει πρώτα την εφεύρεση και στη συνέχεια προσπάθησε να καταστρέψει όλα τα στοιχεία της εν αναμονή της δικής του εφεύρεσης. Υποτίθεται ότι αγόρασε όλα τα αντίγραφα που μπορούσε να βρει και τα έκαψε.

Αν και η ιστορία δεν είναι ιδιαίτερα αξιόπιστη, μια σύγκριση των σχεδίων των δύο κινητήρων - του Savery και του Somerset - δείχνει μια εντυπωσιακή ομοιότητα. Εάν δεν υπάρχει τίποτα άλλο, θα πρέπει να δοθεί πίστωση στο Savery για την επιτυχή εισαγωγή αυτού του «ημι-παντοδύναμου» και «κινητήρα-νερού». Πατένισε τον σχεδιασμό του πρώτου κινητήρα του στις 2 Ιουλίου 1698. Ένα μοντέλο εργασίας υποβλήθηκε στη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου.

Ο Savery αντιμετώπισε συνεχή και ενοχλητική δαπάνη για την κατασκευή του πρώτου ατμομηχανή του. Έπρεπε να κρατήσει τα βρετανικά ορυχεία - και ιδιαίτερα τα βαθιά κοιλώματα της Κορνουάλης - απαλλαγμένα από νερό. Τελικά ολοκλήρωσε το έργο και πραγματοποίησε μερικά επιτυχημένα πειράματα με αυτό, δείχνοντας ένα μοντέλο του «πυροσβεστικού» του ενώπιον του Βασιλιά Γουίλιαμ ΓΙΙ και του δικαστηρίου του στο Hampton Court το 1698. Ο Σάβερι απέκτησε τότε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του χωρίς καθυστέρηση.

Ο τίτλος του διπλώματος ευρεσιτεχνίας έχει ως εξής:

"Μια επιχορήγηση στον Thomas Savery της μοναδικής άσκησης μιας νέας εφεύρεσης από αυτόν που εφευρέθηκε, για την άντληση νερού και για την κίνηση κίνησης σε όλα τα είδη μύλων, από τη σημαντική δύναμη της φωτιάς, η οποία θα είναι πολύ χρήσιμη για την αποστράγγιση ορυχείων, για την εξυπηρέτηση πόλεων με νερό, και για την εργασία όλων των ειδών μύλων, όταν δεν έχουν το όφελος του νερού ούτε σταθερά άνεμοι; να κρατήσει για 14 χρόνια? με συνηθισμένες ρήτρες. "

Ο Σάβερι έπειτα μίλησε για να ενημερώσει τον κόσμο για την εφεύρεσή του. Ξεκίνησε μια συστηματική και επιτυχημένη διαφημιστική καμπάνια, χωρίς να χάσει καμία ευκαιρία να κάνει τα σχέδιά του όχι απλά γνωστά αλλά καλά κατανοητά. Έλαβε άδεια να εμφανιστεί με το μοντέλο του πυροσβεστικού κινητήρα και να εξηγήσει τη λειτουργία του σε μια συνάντηση της Royal Society. Τα πρακτικά αυτής της συνάντησης έγραφαν:

"Ο κ. Σάβερι διασκεδάζει την Εταιρεία δείχνοντας τον κινητήρα του να σηκώσει νερό από τη δύναμη της φωτιάς. Ευχαριστήθηκε που έδειξε το πείραμα, το οποίο πέτυχε σύμφωνα με τις προσδοκίες και εγκρίθηκε. "

Ελπίζοντας να εισαγάγει τον πυροσβεστικό του κινητήρα στις περιοχές εξόρυξης της Κορνουάλης ως αντλητικό κινητήρα, ο Savery έγραψε ένα ενημερωτικό δελτίο για γενική κυκλοφορία, "Ο φίλος του ανθρακωρύχου ή, μια περιγραφή μιας μηχανής για την αύξηση του νερού από τη φωτιά.”

Το ενημερωτικό δελτίο του Savery τυπώθηκε στο Λονδίνο το 1702. Προχώρησε στη διανομή του μεταξύ των ιδιοκτητών και των διαχειριστών ορυχείων, οι οποίοι βρίσκονταν εκείνη την εποχή ότι η ροή του νερού σε ορισμένα βάθη ήταν τόσο μεγάλη ώστε να αποτρέψει τη λειτουργία. Σε πολλές περιπτώσεις, το κόστος αποστράγγισης δεν άφησε ικανοποιητικό περιθώριο κέρδους. Δυστυχώς, αν και ο πυροσβεστικός κινητήρας του Savery άρχισε να χρησιμοποιείται για την παροχή νερού σε μεγάλες πόλεις ακίνητα, εξοχικές κατοικίες και άλλα ιδιωτικά ιδρύματα, δεν έγινε γενική χρήση μεταξύ των νάρκες Ο κίνδυνος έκρηξης των λεβήτων ή των δεκτών ήταν πολύ μεγάλος.

Υπήρχαν άλλες δυσκολίες στην εφαρμογή του κινητήρα Savery σε πολλά είδη εργασιών, αλλά αυτό ήταν το πιο σοβαρό. Στην πραγματικότητα, οι εκρήξεις συνέβησαν με μοιραία αποτελέσματα.

Όταν χρησιμοποιήθηκαν σε ορυχεία, οι κινητήρες ήταν αναγκαστικά τοποθετημένοι σε απόσταση μικρότερη των 30 μέτρων και θα μπορούσαν ενδεχομένως να βυθιστούν εάν το νερό ανέβει πάνω από αυτό το επίπεδο. Σε πολλές περιπτώσεις αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα την απώλεια του κινητήρα. Το ορυχείο θα παρέμενε «πνιγμένο» εκτός και αν προμηθευόταν άλλος κινητήρας για να το αντλήσει.

Η κατανάλωση καυσίμου με αυτούς τους κινητήρες ήταν επίσης πολύ μεγάλη. Ο ατμός δεν μπορούσε να παραχθεί οικονομικά επειδή οι λέβητες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν απλές μορφές και παρουσιάζονταν πολύ λίγο επιφάνεια θέρμανσης για να εξασφαλιστεί η πλήρης μεταφορά θερμότητας από τα αέρια καύσης στο νερό μέσα στο λέβητα. Αυτά τα απόβλητα στην παραγωγή ατμού ακολουθήθηκαν από ακόμη πιο σοβαρά απόβλητα στην εφαρμογή του. Χωρίς επέκταση στην απομάκρυνση νερού από έναν μεταλλικό δέκτη, οι κρύες και υγρές πλευρές απορρόφησαν τη θερμότητα με τη μεγαλύτερη δυνατή ταχύτητα. Η μεγάλη μάζα του υγρού δεν θερμάνθηκε από τον ατμό και εκδιώχθηκε στη θερμοκρασία στην οποία ανυψώθηκε από κάτω.

Ο Savery άρχισε αργότερα να συνεργάζεται με τον Thomas Newcomen σε ατμοσφαιρική ατμομηχανή. Η Newcomen ήταν ένας Άγγλος σιδηρουργός που ανακάλυψε αυτή τη βελτίωση σε σχέση με το προηγούμενο σχέδιο του Sl slave.

Ο κινητήρας ατμού Newcomen χρησιμοποίησε τη δύναμη της ατμοσφαιρικής πίεσης. Ο κινητήρας του αντλούσε ατμό σε κύλινδρο. Ο ατμός στη συνέχεια συμπυκνώθηκε με κρύο νερό, το οποίο δημιούργησε κενό στο εσωτερικό του κυλίνδρου. Η ατμοσφαιρική πίεση που προέκυψε λειτούργησε ένα έμβολο, δημιουργώντας καθοδικές πινελιές. Σε αντίθεση με τον κινητήρα που ο Thomas Savery είχε κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1698, η ένταση της πίεσης στον κινητήρα της Newcomen δεν περιοριζόταν από την πίεση του ατμού. Μαζί με τον John Calley, ο Newcomen δημιούργησε τον πρώτο του κινητήρα το 1712 πάνω σε έναν άξονα γεμάτο με νερό και τον χρησιμοποίησε για να αντλήσει νερό από το ορυχείο. Ο κινητήρας Newcomen ήταν ο προκάτοχος του κινητήρα Watt και ήταν ένα από τα πιο ενδιαφέροντα κομμάτια τεχνολογίας που αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια του 1700.

Τζέιμς Γουατ ήταν ένα εφευρέτης και μηχανικός μηχανικός γεννημένος στο Greenock της Σκωτίας, γνωστός για τις βελτιώσεις του στον ατμομηχανή. Ενώ εργάστηκε για το Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης το 1765, ο Watt ανέλαβε την επιδιόρθωση ενός κινητήρα Newcomen, ο οποίος θεωρήθηκε αναποτελεσματικός αλλά εξακολουθεί να είναι ο καλύτερος ατμομηχανή της εποχής του. Άρχισε να εργάζεται σε αρκετές βελτιώσεις στο σχεδιασμό του Newcomen. Το πιο αξιοσημείωτο ήταν το 1769 του ευρεσιτεχνία για ξεχωριστό συμπυκνωτή συνδεδεμένο σε κύλινδρο με βαλβίδα. Σε αντίθεση με τον κινητήρα της Newcomen, ο σχεδιασμός του Watt είχε έναν συμπυκνωτή που θα μπορούσε να διατηρηθεί δροσερός ενώ ο κύλινδρος ήταν ζεστός. Ο κινητήρας του Watt έγινε σύντομα ο κυρίαρχος σχεδιασμός για όλους τους σύγχρονους κινητήρες ατμού και βοήθησε στην επίτευξη της Βιομηχανικής Επανάστασης. Μια μονάδα ισχύος που ονομάζεται watt πήρε το όνομά του.