Silnik parowy Thomasa Savery'ego

Thomas Savery urodził się w znanej rodzinie w Shilston w Anglii około 1650 roku. Był dobrze wykształcony i wykazywał wielką sympatię do mechaniki, matematyki, eksperymentów i wynalazków.

Jednym z pierwszych wynalazków Savery'ego był zegar, który pozostaje w jego rodzinie do dziś i jest uważany za genialny mechanizm. Następnie wymyślił i opatentował układ kół łopatkowych napędzanych kabestanami do napędzania statków przy spokojnej pogodzie. Podał ten pomysł Brytyjskiej Admiralicji i Falistej Radzie, ale bez powodzenia. Głównym przeciwnikiem był inspektor Marynarki Wojennej, który odrzucił Savery'ego z uwagą: „I czy ludzie, którzy się z nami nie martwią, udają, że wymyślają coś dla nas?”.

Savery nie odstraszał - przymocował swój aparat do małego statku i pokazał jego działanie na Tamizie, chociaż wynalazek nigdy nie został wprowadzony przez Marynarkę Wojenną.

Savery wynalazł silnik parowy jakiś czas po debiucie jego łopatek, pomysł po raz pierwszy wymyślony przez

Chociaż historia nie jest szczególnie wiarygodna, porównanie rysunków dwóch silników - Savery i Somerset - pokazuje uderzające podobieństwo. Jeśli nic więcej, Savery powinien zostać uznany za pomyślne wprowadzenie tego silnika „na wpół wszechmocnego” i „dowodzącego wodą”. Opatentował konstrukcję swojego pierwszego silnika 2 lipca 1698 roku. Model roboczy został przesłany do Royal Society of London.

Savery musiał stawić czoła stałym i krępującym wydatkom na budowę swojego pierwszego silnika parowego. Musiał utrzymać brytyjskie kopalnie - a zwłaszcza głębokie doły Kornwalii - wolne od wody. W końcu ukończył projekt i przeprowadził z nim kilka udanych eksperymentów, pokazując model swojego „samochodu strażackiego” przed królem Wilhelmem III i jego dworem w Hampton Court w 1698 roku. Savery niezwłocznie uzyskał swój patent.

Tytuł patentu brzmi:

„Udzielenie Thomasowi Savery'emu jedynego wykonania przez niego nowego wynalazku, wymyślonego do podnoszenia wody i wywoływania ruchu we wszelkiego rodzaju pracach młynarskich przez ważną siłę ognia, który będzie bardzo przydatny do osuszania kopalni, serwowania miastom wody i do pracy wszelkiego rodzaju młynów, gdy nie mają one ani korzyści wody, ani stałej wiatry; trzymać przez 14 lat; ze zwykłymi klauzulami ”.

Savery następnie opowiedział światu o swoim wynalazku. Rozpoczął systematyczną i udaną kampanię reklamową, nie tracąc okazji, aby jego plany były nie tylko znane, ale dobrze zrozumiane. Uzyskał zgodę na stawienie się ze swoim modelem samochodu strażackiego i wyjaśnienie jego działania na spotkaniu Royal Society. Protokół tego spotkania brzmiał:

„Savery zabawił Towarzystwo pokazując swój silnik do podnoszenia wody przez siłę ognia. Podziękowano mu za pokazanie eksperymentu, który zakończył się zgodnie z oczekiwaniami, i został zatwierdzony ”.

Mając nadzieję na wprowadzenie swojego samochodu strażackiego do górniczych dzielnic Kornwalii jako silnika pompującego, Savery napisał prospekt dotyczący ogólnego obiegu „Przyjaciel górnika; lub Opis silnika do podnoszenia wody przez ogień.”

Prospekt Savery został wydrukowany w Londynie w 1702 roku. Podzielił się nim wśród właścicieli i zarządców kopalń, którzy stwierdzili w tym czasie, że przepływ wody na pewnych głębokościach był tak wielki, że uniemożliwił działanie. W wielu przypadkach koszt odwodnienia nie pozostawił zadowalającej marży zysku. Niestety, chociaż samochód strażacki Savery zaczął być wykorzystywany do dostarczania wody do dużych miast nieruchomości, domy wiejskie i inne prywatne przedsiębiorstwa, nie wszedł do powszechnego użytku wśród kopalnie Ryzyko wybuchu kotłów lub odbiorników było zbyt duże.

Były też inne trudności w zastosowaniu silnika Savery do wielu rodzajów pracy, ale było to najpoważniejsze. W rzeczywistości wybuchy miały fatalne skutki.

W przypadku eksploatacji w kopalniach silniki były koniecznie umieszczone w odległości do 30 stóp lub mniej od najniższego poziomu i mogą potencjalnie zostać zanurzone, jeśli woda wzrośnie powyżej tego poziomu. W wielu przypadkach spowodowałoby to utratę silnika. Kopalnia pozostanie „utopiona”, chyba że zostanie potrzebny inny silnik do jej wypompowania.

Zużycie paliwa w tych silnikach było również bardzo duże. Pary nie można było wytwarzać ekonomicznie, ponieważ zastosowane kotły były prostymi formami i były zbyt małe powierzchnia grzewcza zapewniająca całkowite przeniesienie ciepła z gazów spalinowych do wody w kotle. Po odpadach powstających podczas produkcji pary powstały jeszcze poważniejsze odpady. Bez rozszerzania się na wydalanie wody z metalowego odbiornika zimne i mokre strony absorbowały ciepło z największą zachłannością. Wielka masa cieczy nie została podgrzana przez parę i została wydalona w temperaturze, w której została podniesiona z dołu.

Savery później rozpoczął pracę z Thomasem Newcomenem nad atmosferycznym silnikiem parowym. Newcomen był angielskim kowalem, który wynalazł to ulepszenie w stosunku do poprzedniego projektu Slavery.

Silnik parowy Newcomen wykorzystywał siłę ciśnienia atmosferycznego. Jego silnik pompował parę do cylindra. Para została następnie skroplona przez zimną wodę, która wytworzyła próżnię na wewnętrznej stronie cylindra. Powstałe ciśnienie atmosferyczne działało na tłok, powodując ruchy w dół. W przeciwieństwie do silnika, który Thomas Savery opatentował w 1698 r., Intensywność ciśnienia w silniku Newcomen nie była ograniczona przez ciśnienie pary. Wraz z Johnem Calleyem, Newcomen zbudował swój pierwszy silnik w 1712 roku na wypełnionym wodą wale szybowym i użył go do wypompowania wody z kopalni. Silnik Newcomen był poprzednikiem silnika Watta i był jednym z najciekawszych elementów technologii opracowanych w latach 1700-tych.

James Watt był wynalazca oraz inżynier mechanik urodzony w Greenock w Szkocji, znany ze swoich ulepszeń silnika parowego. Pracując dla Uniwersytetu w Glasgow w 1765 roku, Watt otrzymał zadanie naprawy silnika Newcomen, który był uważany za nieefektywny, ale wciąż najlepszy silnik parowy swoich czasów. Zaczął pracować nad kilkoma ulepszeniami projektu Newcomen. Najbardziej zauważalny był jego 1769 opatentować dla oddzielnego skraplacza podłączonego do cylindra za pomocą zaworu. W przeciwieństwie do silnika Newcomen, konstrukcja Watta miała skraplacz, który mógł być chłodny, gdy cylinder był gorący. Silnik Watta wkrótce stał się dominującym projektem wszystkich współczesnych silników parowych i pomógł doprowadzić do rewolucji przemysłowej. Jednostka mocy zwana wat została nazwana jego imieniem.