Биография на Thomas Newcomen, Inventor Steam Engine

Томас Нюкъмен (28 февруари 1663 г. - 5 август 1729 г.) е ковач от Дартмут, Англия, който сглоби прототипа за първия модерен парен двигател. Машината му, построена през 1712 г., е била известна като „Атмосферния парен двигател“.

Бързи факти: Томас Нюкомън

Преди времето на Томас Нюкъмен, технология за парен двигателy беше в ранна детска възраст. Изобретатели като Едуард Сомерсет от Уорчестър, съседът на Нюкъмен Томас Савери и френски Философът Джон Десагулиер всички изследваха технологията, преди Томас Нюкомен да започне своето експерименти. Техните изследвания вдъхновяват изобретатели като Newcomen и James Watt да измислят практични и полезни машини с парно захранване.

Томас Нюкъмен е роден на 28 февруари 1663 г., едно от шестте деца на Елиас Нюкомен (д.е.) 1702 г.) и съпругата му Сара (г. 1666). Семейството беше солидно средно: Елиас беше стопанин, корабособственик и търговец. След като Сара умира, Илия се жени повторно на Алис Тренхале на 6 януари 1668 г. И именно Алис отгледа Томас, двамата му братя и три сестри.

Томас вероятно е служил като чирак в железаря в Ексетер: въпреки че няма данни за това, той започва да търгува като ковач в Дартмут около 1685 година. Документалните доказателства го накарат да купува количества желязо до 10 тона от различни мелници между 1694 и 1700 г. и той поправя часовника на Дартмут през 1704 г. По това време Newcomen имаше магазин за продажба на дребно, който продаваше инструменти, панти, пирони и вериги.

На 13 юли 1705 г. Нюкомън се жени за Хана Уеймут, дъщеря на Питър Уеймут от Марлборо. В крайна сметка те имат три деца: Томас, Елиас и Хана.

Томас Нюкомен е подпомогнат в своите изследвания на пара от Джон Калей (c. 1663–1717 г.), мъж от Брикстън, Девъншир. И двете са изброени в патента за Atmospheric Steam Engine. Джон Кейли (понякога изписван от Каули) беше остъкляващ - някои източници твърдят, че той е водопроводчик - който е чиракувал в работилниците на Нюкъм и продължава да работи с него след това. Заедно те вероятно започват работа върху парната машина в края на 17-ти век, а до 1707г. Newcomen разшири бизнеса си, като извади или поднови нови наеми на редица имоти в Дартмут.

Нито Newcomen, нито Calley са получили образование в машиностроенето и са си кореспондирали с учен Робърт Хук, като го помоли да ги посъветва за плановете им да построят парен двигател с парен цилиндър, съдържащ бутало, подобно на това на Денис Папин. Хук посъветва против плана им, но за щастие упоритата и необразована механика се придържа към техните планове: През 1698г. Newcomen и Calley направиха експериментален месингов цилиндър с диаметър 7 инча, запечатан с кожен капак около ръба на бутало. Целта на първите парни двигатели, като тези, експериментирани с Newcomen, беше да изтеглят вода от въглищните мини.

От местните жители на Newcomen се смяташе за ексцентрик и мошеник, но той знаеше за изобретения от парен двигател Томас Савери (1650–1715). Newcomen посети дома на Savery в Модбъри, Англия, на 15 мили от мястото, където живееше Newcomen. Савери нае Newcomen, умел ковач и железар, за да създаде работещ модел на своя двигател. На Newcomen бе позволено да направи копие на машината Savery за себе си, което той постави в собствения си двор, където заедно с Calley работиха върху подобряването на дизайна на Savery.

Въпреки че двигателят, който Newcomen и Calley построиха, не беше пълен успех, през 1708 г. те успяха да получат патент. Това беше за двигател, комбиниращ парен цилиндър и бутало, повърхностен конденз, отделен бойлер и отделни помпи. Също така в патента е посочен Thomas Savery, който по това време притежава изключителните права за използване на повърхностна кондензация.

Атмосферният двигател, както първоначално е проектиран, използва бавен процес на кондензация, като прилага кондензираща вода към външната част на цилиндъра, за да се получи вакуумът, което от своя страна предизвика ударите на двигателя на много дълги интервали. Бяха направени повече подобрения, които значително увеличиха бързината на кондензацията. Първият двигател на Thomas Newcomen произвежда 6 или 8 удара в минута, което той подобрява до 10 или 12 удара.

Двигателят на Newcomen пропуска пара през крана и нагоре в цилиндъра, което уравновесява налягането на атмосферата, и позволи на палката на тежката помпа да падне и чрез по-голямото тегло, действащо през гредата, да повдигне буталото до правилното позиция. Прътът носеше противовес, ако е необходимо. След това петелът се отвори и струя вода от резервоара влезе в цилиндъра, създавайки вакуум чрез кондензацията на парата. След това налягането на въздуха над буталото го принуди, като отново повдигна пръчките на помпата и по този начин двигателят работи за неопределено време.

Тръбата се използва за поддържане на горната страна на буталото, покрита с вода, за да се предотврати изтичането на въздух - изобретение на Thomas Newcomen. Вградени са два габарити и предпазен клапан; използваното налягане едва ли е по-голямо от това на атмосферата, а теглото на самия клапан обикновено е достатъчно, за да поддържа тръбата надолу. Кондензиращата вода, заедно с кондензационната вода, потече през отворената тръба.

Томас Нюкомен модифицира своя парен двигател, така че да може да захранва помпите, използвани в минни операции, които отстраняват водата от шахтите. Той добави греда, от която буталото беше окачено в единия му край, а помпата в другия.

Томас Нюкъмен умира на 5 август 1729 г. в Лондон в къщата на приятел. Съпругата му Хана го надживява, тя се премества в Марлборо и умира през 1756г. Синът му Томас стана производител на сержа (тъкач за производство на платове) в Таунтон, а синът му Илия стана железар (но не изобретател) като баща си.

Отначало парната машина на Thomas Newcomen се възприема като преиздаване на по-ранните идеи. Той беше сравнен с бутален двигател, задвижван от барут, проектиран (но никога не е изграден) от Кристиан Хюйгенс, със заместване на пара за газовете, генерирани от експлозията на барут. Част от въпроса, защо работата на Newcomen не беше призната, може би е, че в сравнение с останалите изобретатели на деня, Newcomen е ковач от средната класа и по-образованите и елитни изобретатели просто не можеха да си представят, че такъв човек ще може да измисли нещо ново.

По-късно беше признато, че Томас Нюкъмен и Джон Калей са подобрили метода за кондензация, използван в двигателя Savery. Френският изобретател и философ Джон Теофил Десагулиер (1683–1744) пише, че парната машина на Newcomen влиза в широко приложение във всички добив на райони, особено в Корнуол, и се прилага също за отводняване на влажните зони, водоснабдяването на градовете и корабите задвижване. Първият локомотив на парно е изобретен през първото десетилетие на 19 век, като се основава отчасти на технологията на Newcomen.

• Allen, J.S. „Newcomen, Thomas (1663–1729).“ Биографичен речник на строителните инженери във Великобритания и Ирландия, том 1: 1500–1830. Изд. Skempton, A.W. и др. Лондон: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476–78.
• Дикинсън, Хенри Уинрам. "Новакът и вакуумният му двигател." Кратка история на Steam Engine. Кеймбридж: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. "Томас Нюкомън, изобретател на паровия двигател." Технически указания 60.7: 9, 2001.
• Просер, Р. Б. „Томас Нюкомен (1663–1729).“ Речник на националната биография том 40 миллар - Николс. Ед. Лий, Сидни. Лондон: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.