Паровият двигател на Thomas Savery

Томас Савери е роден в добре познато семейство в Шилстън, Англия някъде около 1650 година. Той беше добре образован и проявяваше голяма обич към механиката, математиката, експериментирането и изобретението.

Едно от най-ранните изобретения на Savery беше часовник, който остава в семейството му и до днес и се смята за гениален механизъм. Той продължи да измисля и патентова подреждането на гребни колела, задвижвани от капитани, за да задвижва съдове при спокойно време. Той представи идеята пред Британското адмиралтейство и Вълновата управа, но се срещна без успех. Основният възразител беше геодезистът на ВМС, който отхвърли Савъри с забележката: "А хората, които се сплотяват, които нямат никакво отношение към нас, се преструват, че възнамеряват или измислят неща за нас?"

Спасението не беше възпирано - той монтира апарата си в малък съд и изложи работата си на Темза, въпреки че изобретяването никога не беше въвеждано от ВМС.

Savery изобретява

Въпреки че историята не е особено достоверна, сравнението на чертежите на двата двигателя - на Savery's и Somerset - показва поразителна прилика. Ако не друго, Savery трябва да се отдаде заслуга за успешното въвеждане на този "полу-всемогъщ" и "водно-командващ" двигател. Патентова дизайна на първия си двигател на 2 юли 1698 година. Работен модел беше представен в Лондонското кралско дружество.

Savery се изправи пред постоянни и смущаващи разходи при изграждането на първата си парна машина. Той трябваше да пази британските мини - и особено дълбоките ями на Корнуол - без вода. Най-накрая завърши проекта и проведе няколко успешни експеримента с него, като изложи модел на своята „пожарна машина“ пред крал Уилям III и неговия съд в Хамптън Корт през 1698 година. След това Savery получи патент без забавяне.

Заглавието на патента гласи:

„Безвъзмездна помощ на Томас Савъри за единственото упражняване на ново изобретение, измислено от него, за издигане на вода и предизвикване на движение за всякакви мелници, от важната сила огън, който ще бъде от голяма полза за източване на мини, обслужване на градове с вода, както и за работа на всякакви мелници, когато те нямат полза от вода или постоянно ветрове; да държи 14 години; с обичайни клаузи. "

По-нататък Savery продължи да информира света за неговото изобретение. Той започна систематична и успешна рекламна кампания, като не изпусна никаква възможност да направи плановете си не просто известни, а добре разбрани. Той получи разрешение да се появи заедно с моделната си пожарна машина и да обясни нейната работа на заседание на Кралското общество. Протоколът от тази среща гласи:

„Господин Савъри забавляваше Обществото, като показа своя двигател да вдига вода от силата на огъня. Той беше благодарен, че показа експеримента, който успя в съответствие с очакванията и беше одобрен. "

Надявайки се да представи пожарната си машина в минните квартали на Корнуол като помпена машина, Савъри написа проспект за общо разпространение, "Приятелят на миньора; или, Описание на двигател за повишаване на водата чрез пожар.”

Проспектът на Savery е отпечатан в Лондон през 1702 г. Той продължи да го разпространява сред собствениците и управителите на мини, които по онова време установяват, че потокът вода на определени дълбочини е толкова голям, че да предотврати експлоатацията. В много случаи цената на отводняването не оставя задоволителна печалба. За съжаление, въпреки че пожарната машина на Savery започна да се използва за подаване на вода в градовете, големи имения, селски къщи и други частни заведения, тя не влезе в обща употреба сред мини. Рискът от експлозия на котлите или приемниците беше твърде голям.

Имаше и други трудности при прилагането на двигателя Savery при много видове работа, но това беше най-сериозното. Всъщност експлозиите се случиха с фатални резултати.

Когато се използват в мини, двигателите задължително се поставят в рамките на 30 фута или по-малко от най-ниското ниво и потенциално биха могли да се потопят, ако водата трябва да се издигне над това ниво. В много случаи това би довело до загуба на двигателя. Мината ще остане „удавена“, освен ако не се снабди с друг двигател, който да я изпомпва.

Разходът на гориво с тези двигатели също беше много голям. Парата не може да се генерира икономически, тъй като използваните котли са прости форми и са представени твърде малко нагревателна повърхност, за да се осигури пълен пренос на топлина от горивните газове във водата в котела. Този отпадък при генерирането на пара е последван от все още по-сериозни отпадъци при неговото приложение. Без разширение до изхвърляне на вода от метален приемник, студената и мократа страна поглъщаха топлина с най-голяма запазливост. Голямата маса от течността не се нагрява от парата и се изхвърля при температурата, при която се повдига отдолу.

По-късно Savery започва работа с Thomas Newcomen върху атмосферна парна машина. Нюкомън беше английски ковач, който измисли това подобрение в сравнение с предишния дизайн на Slavery.

Парната машина Newcomen използва силата на атмосферното налягане. Неговият двигател изпори пара в цилиндър. След това парата се кондензира със студена вода, което създава вакуум от вътрешната страна на цилиндъра. Полученото атмосферно налягане задейства буталото, създавайки удари надолу. За разлика от двигателя, който Томас Савери патентова през 1698 г., интензивността на налягането в двигателя на Newcomen не беше ограничена от налягането на парата. Заедно с Джон Calley, Newcomen построи първия си двигател през 1712 г. на върха на минно задвижван вал с минерален вал и го използва за изпомпване на вода от рудника. Двигателят на Newcomen е бил предшественик на двигателя Watt и е един от най-интересните произведения на технологията, разработен през 1700-те.

Джеймс Уат беше изобретател и машинен инженер, роден в Гренок, Шотландия, известен с подобренията си на парната машина. Докато работи за Университета в Глазгоу през 1765 г., на Уат е възложена задачата да поправи двигател на Newcomen, който се счита за неефективен, но все пак най-добрият парен двигател на своето време. Той започва да работи по няколко подобрения в дизайна на Newcomen. Най-забележителна е неговата 1769 година патент за отделен кондензатор, свързан към цилиндър чрез клапан. За разлика от двигателя на Newcomen, дизайнът на Watt имаше кондензатор, който можеше да се държи хладен, докато цилиндърът е горещ. Двигателят на Уат скоро се превръща в доминиращ дизайн за всички съвременни парни двигатели и спомага за индустриалната революция. Единица мощност, наречена ват, беше кръстена на него.