Томас Ньюкомен - Thomas Newcomen

Анимация схематического движка Ньюкомена.
- Пар отображается розовым цветом, а вода - синим.
- Клапаны переходят из открытого (зеленого цвета) в закрытое (красный)

Ньюкомен ( / щ ˙U к ʌ м ə п / ; февраль 1664 - 5 августа 1729) был английский изобретатель , который создал атмосферный двигатель , первое практическое топливо для сжигания двигателя в 1712 году он был скобяными изделиями по торговле и крестителя лежал проповедник по призванию.

Он родился в Дартмуте , Девон , Англия, в купеческой семье и крестился в церкви Святого Спасителя 28 февраля 1664 года. В те дни наводнение на угольных и оловянных рудниках было серьезной проблемой. Вскоре Ньюкомен занялся попытками улучшить способы откачки воды из таких шахт. Его магазин скобяных изделий специализировался на разработке, производстве и продаже инструментов для горнодобывающей промышленности.

Религиозная жизнь

Дом Ньюкомена в Дартмуте

Томас Ньюкомен был проповедником-мирянином и старейшиной-учителем в местной баптистской церкви. После 1710 года он стал пастором местной группы баптистов. Его отец был одним из тех, кто привез в Дартмут известного пуританина Джона Флавела . Позже один из деловых контактов Ньюкомена в Лондоне, Эдвард Валлин, был еще одним баптистским священником, имевшим связи с известным доктором Джоном Гиллом из Хорслидауна, Саутварк . Связь Ньюкомена с баптистской церковью в Бромсгроуве существенно способствовала распространению его паровой машины, поскольку инженеры Джонатан Хорнблауэр-старший и его сын были членами одной церкви.

Разработка атмосферного двигателя

Большим достижением Ньюкомена была его паровая машина , разработанная около 1712 года; объединив идеи Томаса Савери и Дениса Папена , он создал паровой двигатель для подъема воды из оловянной шахты. Вполне вероятно, что Ньюкомен уже был знаком с Савери, предки которого были купцами на юге Девона . У Савери также был пост в Уполномоченном по делам больных и раненых моряков , который доставил его в Дартмут. Савери изобрел «пожарную машину», своего рода термический сифон , в котором пар поступал в пустой контейнер, а затем конденсировался. Созданный таким образом вакуум использовался для откачивания воды из отстойника на дне шахты. «Пожарная машина» была не очень эффективной и не могла работать за пределами ограниченной глубины около тридцати футов.

Ньюкомен заменил приемный сосуд (в котором конденсировался пар) цилиндром с поршнем по конструкции Папена. Вместо того, чтобы всасывать воду под вакуумом, он опускал поршень. Это использовалось для работы балочного двигателя , в котором большая деревянная балка качалась на центральной оси . С другой стороны балки была цепь, прикрепленная к насосу у основания шахты. По мере того как паровой цилиндр наполнялся паром, подготавливая его к следующему такту , вода втягивалась в цилиндр насоса и выталкивалась по трубе на поверхность под весом оборудования. Ньюкомен и его партнер Джон Калли построили первый успешный двигатель этого типа на заводе Conygree Coalworks недалеко от Дадли в Уэст-Мидлендсе. Действующую копию этого двигателя можно увидеть в Живом музее Черной страны неподалеку.

Позже жизнь и смерть

О дальнейшей жизни Ньюкомена известно сравнительно мало. После 1715 года работа с машинами велась через некорпоративную компанию « Владельцы изобретения для подъема воды с помощью огня ». Его секретарем и казначеем был Джон Мерес, клерк Общества аптекарей в Лондоне. Это общество сформировало компанию, которая имела монополию на поставку лекарств для ВМФ, обеспечивая тесную связь с Савери, чью волю он был свидетелем. В Комитет собственников также входил Эдвард Валлин, баптист шведского происхождения; и пастор церкви в Maze Pond, Southwark . Ньюкомен умер в доме Валлина в 1729 году и был похоронен на могиле Банхилл Филдс на окраине лондонского Сити : точное место его захоронения неизвестно.

К 1733 году около 125 двигателей Ньюкомена, работающих под патентом Савери (расширенным законом, так что срок его действия не истекал до 1733 года), были установлены Ньюкоменом и другими в большинстве важных горнодобывающих районов Великобритании и на Европейском континенте: осушение угля. шахты в Черной стране , Уорикшире и около Ньюкасл-апон-Тайн ; на оловянных и медных рудниках в Корнуолле ; и в свинцовых рудниках во Флинтшире и Дербишире , среди других мест.

После Ньюкомена

Двигатель Newcomen удерживал свое место без существенных изменений около 75 лет, постепенно распространившись на большее количество регионов Великобритании и континентальной Европы. Сначала использовались латунные цилиндры, но они были дорогими и ограниченными по размеру. Новые методы литья чугуна, впервые разработанные Coalbrookdale Company в 1720-х годах, позволили использовать цилиндры большего размера, примерно до 6 футов (1,8 м) в диаметре к 1760-м годам. Опыт позволил улучшить конструкцию и внести незначительные изменения в планировку. Его механические детали были значительно улучшены Джоном Смитоном , который построил много больших двигателей этого типа в начале 1770-х годов; его улучшения были быстро приняты. К 1775 году было построено около 600 двигателей Ньюкомена, хотя многие из них были изношены к тому времени и были заброшены или заменены.

Двигатель Ньюкомена отнюдь не был эффективным механизмом, хотя, вероятно, он был настолько сложен, насколько могли поддерживать инженерные и материальные технологии начала 18 века. При конденсации пара терялось много тепла, так как это охлаждало цилиндр. Это не имело чрезмерного значения для шахты, где имелся малодоступный малодоступный уголь (слабина), но значительно увеличивало затраты на добычу там, где уголь был недоступен, как в Корнуолле. Двигатель Ньюкомена был постепенно заменен после 1775 года в районах, где уголь был дорогим (особенно в Корнуолле ), на усовершенствованную конструкцию, изобретенную Джеймсом Ваттом , в которой пар конденсировался в отдельном конденсаторе. Паровой двигатель Вт , опираясь на лучшие методы инженерии , включая Уилкинсона расточной станок, был гораздо более экономичными, что позволяет Watt и его партнер Мэттью Болтон собрать значительные лицензионные платежи , основанные на сэкономленного топлива.

Впоследствии Ватт внес другие улучшения, в том числе двигатель двойного действия, в котором ходы вверх и вниз были рабочими. Они особенно подходили для работы текстильных фабрик, и в этих отраслях использовалось много двигателей Watt. Первые попытки управлять механизмами двигателями Ньюкомена имели неоднозначный успех, поскольку один рабочий ход приводил к рывкам, но использование маховиков и улучшенная техника в значительной степени преодолели эти проблемы. К 1800 году были построены сотни роторных двигателей без мощности, особенно на угольных шахтах и ​​металлургических заводах, где нерегулярное движение не было проблемой, но также и на текстильных фабриках. (см. ссылку (2) ниже).

Несмотря на усовершенствования Ватта, Common Engines (как они тогда назывались) продолжали использоваться в течение значительного времени, и даже в период действия патента Watt (до 1800 г.) было построено гораздо больше двигателей Newcomen, чем Watt, поскольку они были дешевле и дешевле. сложный. Из более чем 2200 двигателей, построенных в 18 веке, только около 450 были ваттными двигателями. Элементы конструкции Ватта, особенно отдельный конденсатор, были включены во многие «пиратские» двигатели. Даже после 1800 года двигатели типа Newcomen продолжали строиться, и к ним регулярно добавлялись конденсаторы. Они также обычно дооснащались существующими двигателями Ньюкомена (так называемый конденсатор типа «соленый горшок»).

Выжившие двигатели Ньюкомена

Newcomen Мемориал двигателя в Дартмут

Есть примеры двигателей Ньюкомена в Музее науки в Лондоне , Англии и Ford Museum , Дирборн, штат Мичиган США, среди других мест.

В 1964 году Лондонское общество Ньюкомена организовало перевод двигателя Ньюкомена на перекрестке Хоксбери , Уорикшир, в Дартмут, где он работал с гидравлической системой вместо парового котла. По словам доктора Сирила Баучера из Общества Ньюкомена, этот Мемориальный двигатель Ньюкомена датируется примерно 1725 годом, с новым клапаном и другими деталями, добавленными позже.

Возможно, последний двигатель типа Ньюкомена, который будет использоваться в коммерческих целях - и последний, который все еще остается на своем первоначальном месте - находится в Центре наследия Эльсекара , недалеко от Барнсли в Южном Йоркшире . Он был восстановлен до рабочего состояния в период с 2012 по 2015 год, отремонтированный двигатель был представлен принцем Эдуардом, графом Уэссексским , в мае 2016 года. Еще один двигатель Ньюкомена, который можно показать работающим, - это современная копия двигателя в Музее Черной страны в Дадли, Запад Мидлендс. Newcomen Memorial Engine в Дартмут можно увидеть перемещение, но работал по гидравлике.

Признание

23 февраля 2012 года Королевская почта выпустила марку с изображением атмосферного парового двигателя Ньюкомена в рамках своей серии "Британцы отличия".

использованная литература

дальнейшее чтение

• Дженкинс, Рис (1936). Савери, Ньюкомен и ранняя история парового двигателя в Сборнике документов Риса Дженкинса . Кембридж: Общество Ньюкоменов. С. 48–93.
• Ролт, Лайонел Томас Касуэлл (1963). Томас Ньюкомен. Предыстория парового двигателя (1-е изд.). Доулиш: Дэвид и Чарльз. п. 158.
• Престон, Эрик (2012). Томас Ньюкомен из Дартмута и двигатель, изменивший мир . Дартмут: Общество Дартмута и Кингсвира и Группа исследований истории Дартмута. п. 60. ISBN 978-1-899011-27-8.
• Ролт, Лайонел Томас Касуэлл; Аллен, Джон С. (1977). Паровые двигатели Томаса Ньюкомена (2 - е изд.). Хартингтон: издательство Moorland Publishing Company. п. 160. ISBN 0-903485-42-7.
• Канефски, Джон; Джон Роби (1980). «Паровые двигатели в Великобритании 18 века: количественная оценка». Технологии и культура . Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. 21 (2): 161–186. DOI : 10.2307 / 3103337 . JSTOR  3103337 .
• Муссон, AE; Эрик Робинсон (1969). Наука и технологии в промышленной революции . Манчестер: Издательство Манчестерского университета. С. 393 (Глава XII). ISBN 0-7190-0370-9.
• Ли, Сидни, изд. (1903). Словарь национальной биографии: указатель и воплощение . Смит, Элдер и Ко.

внешние ссылки

• «Ньюкомен, Томас»  . Национальный биографический словарь . Лондон: Смит, Элдер и Ко. 1885–1900.
• Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Ньюкомен, Томас»  . Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.