Motorul cu aburi al lui Thomas Savery

Thomas Savery s-a născut într-o familie cunoscută din Shilston, Anglia cândva în jurul anului 1650. El a fost bine educat și a arătat un mare drag pentru mecanică, matematică, experimentare și invenție.

Una dintre primele invenții ale lui Savery a fost un ceas, care a rămas în familia sa până în zilele noastre și este considerat un mecanism ingenios. El a continuat să inventeze și să breveteze aranjarea roților de palet conduse de capstane pentru a propulsa vasele pe vreme calmă. El a aruncat ideea către Amiralitatea Britanică și Wavy Board, dar nu a avut succes. Obiectorul principal a fost topograful Marinei care a respins-o pe Savery cu remarca: „Și oamenii care se întrepătrund, care nu au nicio preocupare cu noi, pretind să ne descurce sau să inventeze lucruri pentru noi?”

Savery nu a fost descurajat - și-a montat aparatul pe o navă mică și și-a expus funcționarea pe Tamisa, deși invenția nu a fost niciodată introdusă de către armată.

Savery a inventat motor cu aburi cândva după debutul roților sale de paletă, o idee concepută mai întâi de Edward Somerset, marchiz din Worcester, precum și câțiva alți inventatori anterioare. S-a zvonit că Savery a citit cartea lui Somerset care a descris mai întâi invenția și, ulterior, a încercat să distrugă toate probele acesteia, în așteptarea propriei sale invenții. El ar fi cumpărat toate copiile pe care le-a putut găsi și le-a ars.

Deși povestea nu este deosebit de credibilă, o comparație a desenelor celor două motoare - ale lui Savery și ale lui Somerset - arată o asemănare izbitoare. Dacă nimic altceva, Savery ar trebui să i se acorde creditul pentru introducerea cu succes a acestui motor "semi-omnipotent" și "comandant de apă". El a brevetat designul primului său motor la 2 iulie 1698. Un model de lucru a fost prezentat la Royal Society of London.

Savery s-a confruntat cu cheltuieli constante și jenante în construcția primului său motor cu aburi. El a trebuit să păstreze minele britanice - și în special gropile adânci ale Cornwallului - ferite de apă. În cele din urmă, a finalizat proiectul și a realizat câteva experimente de succes cu acesta, expunând un model al „motorului său de foc” în fața regelui William III și a curții sale de la Hampton Court în 1698. Savery și-a obținut brevetul fără întârziere.

Titlul brevetului prevede:

"O subvenție acordată lui Thomas Savery pentru unicul exercițiu al unei noi invenții de către el inventat, pentru creșterea apei și ocazie de mișcare la tot felul de lucrări de moară, prin forța importantă de foc, care va fi de mare folos pentru drenarea minelor, pentru servirea orașelor cu apă și pentru lucrul de tot felul de mori, atunci când acestea nu au avantajul apei și nici constant vânturi; a ține 14 ani; cu clauze obișnuite. "

Savery a continuat să anunțe lumea despre invenția sa. El a început o campanie publicitară sistematică și de succes, neavând nicio posibilitate de a-și face planurile nu doar cunoscute, ci bine înțelese. El a obținut permisiunea de a apărea cu motorul său de pompieri și de a-și explica funcționarea la o întâlnire a Royal Society. Procesul-verbal al întâlnirii menționate:

"Domnul Savery a distrat Societatea cu arătarea motorului său pentru a ridica apa prin forța focului. El a fost mulțumit pentru că a arătat experimentul, care a reușit conform așteptărilor și a fost aprobat. "

În speranța de a introduce motorul său de pompieri în districtele miniere din Cornwall ca motor de pompare, Savery a scris un prospect pentru circulația generală, "Prietenul minerului; sau, o descriere a unui motor pentru a ridica apa prin foc.”

Prospectul lui Savery a fost tipărit la Londra în 1702. El a procedat la distribuirea acesteia între proprietarii și administratorii minelor, care aflau la acea vreme că debitul de apă la anumite adâncimi era atât de mare încât să împiedice exploatarea. În multe cazuri, costul drenajului nu a lăsat nicio marjă de profit satisfăcătoare. Din păcate, deși motorul de pompieri Savery a început să fie utilizat pentru furnizarea apei în orașe, mari moșii, case de țară și alte unități private, aceasta nu a intrat în uz general în rândul mine. Riscul de explozie a cazanelor sau a receptorilor a fost prea mare.

Au fost alte dificultăți în aplicarea motorului Savery la multe tipuri de muncă, dar aceasta a fost cea mai gravă. De fapt, exploziile au avut loc cu rezultate fatale.

Atunci când au fost utilizate în minele, motoarele au fost plasate în mod necesar la 30 de metri sau mai puțin de cel mai scăzut nivel și ar putea să fie scufundate în cazul în care apa ar trebui să crească peste acest nivel. În multe cazuri, acest lucru ar duce la pierderea motorului. Mina ar rămâne „înecată” dacă nu ar trebui procurat un alt motor care să-l pompeze.

Consumul de combustibil cu aceste motoare a fost foarte mare. Aburul nu a putut fi generat economic, deoarece cazanele utilizate erau forme simple și prezentau prea puțin suprafata de incalzire pentru a asigura un transfer complet de caldura de la gazele de ardere la apa din cazan. Aceste deșeuri în generarea aburului au fost urmate de deșeuri încă mai grave în aplicarea sa. Fără extinderea la expulzarea apei dintr-un receptor metalic, părțile reci și umede au absorbit căldura cu cea mai mare aviditate. Marea masă a lichidului nu a fost încălzită de abur și a fost expulzată la temperatura la care a fost ridicat de jos.

Ulterior, Savery a început să lucreze cu Thomas Newcomen la un motor cu abur atmosferic. Newcomen a fost un fierar englez care a inventat această îmbunătățire față de designul anterior al lui Slavery.

Motorul cu aburi Newcomen folosea forța presiunii atmosferice. Motorul său pompa aburul într-un cilindru. Aburul a fost apoi condensat cu apă rece, ceea ce a creat un vid pe interiorul cilindrului. Presiunea atmosferică rezultată a operat un piston, creând lovituri descendente. Spre deosebire de motorul pe care Thomas Savery îl patentase în 1698, intensitatea presiunii din motorul lui Newcomen nu era limitată de presiunea aburului. Împreună cu John Calley, Newcomen și-a construit primul motor în 1712 pe un arbore de mină plin de apă și l-a folosit pentru a pompa apa din mină. Motorul Newcomen a fost predecesorul motorului Watt și a fost una dintre cele mai interesante piese de tehnologie dezvoltate în timpul anilor 1700.

James Watt a fost un inventator și inginer mecanic născut în Greenock, Scoția, renumit pentru îmbunătățirile sale cu motorul cu aburi. În timp ce lucra la Universitatea din Glasgow în 1765, lui Watt i s-a atribuit sarcina de a repara un motor Newcomen, care era considerat ineficient, dar totuși cel mai bun motor de aburi din vremea sa. A început să lucreze la mai multe îmbunătățiri ale designului Newcomen. Cel mai notabil a fost 1769 brevet pentru un condensator separat conectat la un cilindru de o supapă. Spre deosebire de motorul lui Newcomen, designul lui Watt avea un condensator care putea fi menținut la rece în timp ce cilindrul era fierbinte. Motorul lui Watt a devenit curând designul dominant pentru toate motoarele cu aburi moderne și a contribuit la nașterea revoluției industriale. O unitate de putere numită watt a fost numită după el.