Tomasz Nowicjusz - Thomas Newcomen

Animacja schematu silnika Newcomena.
– Para jest wyświetlana na różowo, a woda na niebiesko.
– Zawory przechodzą z otwartego (zielony) do zamkniętego (czerwony)

Thomas Newcomen ( / nj ù k ʌ m ə n / ; luty 1664 - 05 sierpnia 1729) był angielski wynalazca, który stworzył silnik atmosferyczny , pierwszy praktyczny silnika spalania paliwa w roku 1712. Był to sklep żelazny przez handel i Chrzciciela świecki kaznodzieja przez powołanie.

Urodził się w Dartmouth w hrabstwie Devon w Anglii, w rodzinie kupieckiej i został ochrzczony w kościele św. Zbawiciela 28 lutego 1664 roku. W tamtych czasach poważnym problemem były powodzie w kopalniach węgla i cyny. Newcomen wkrótce zaangażował się w ulepszanie sposobów wypompowywania wody z takich kopalń. Jego firma żelazna specjalizowała się w projektowaniu, produkcji i sprzedaży narzędzi dla przemysłu wydobywczego.

Życie religijne

Dom Newcomen w Dartmouth

Thomas Newcomen był świeckim kaznodzieją i starszym nauczającym w miejscowym kościele baptystów . Po 1710 został proboszczem miejscowej grupy baptystów. Jego ojciec należał do grupy, która sprowadziła do Dartmouth znanego purytanina Johna Flavela . Później jeden z kontaktów biznesowych Newcomena w Londynie, Edward Wallin, był innym pastorem baptystycznym, który miał powiązania ze znanym doktorem Johnem Gillem z Horsleydown w Southwark . Związek Newcomena z kościołem baptystów w Bromsgrove w istotny sposób przyczynił się do rozpowszechnienia jego silnika parowego, ponieważ inżynierowie Jonathan Hornblower senior i jego syn byli zaangażowani w ten sam kościół.

Rozwój silnika atmosferycznego

Wielkim osiągnięciem Newcomena był jego silnik parowy , opracowany około 1712 roku; łącząc idee Thomasa Savery'ego i Denisa Papina stworzył maszynę parową do wydobywania wody z kopalni cyny. Prawdopodobnie Newcomen znał już Savery, którego przodkami byli kupcy w południowym Devon . Savery miał również stanowisko w Komisarzach ds. Chorych i Rannych Marynarzy , co zaprowadziło go do Dartmouth. Savery opracował „wóz strażacki”, rodzaj termicznego syfonu , w którym para była wpuszczana do pustego zbiornika, a następnie skraplana. Powstała w ten sposób próżnia została wykorzystana do odessania wody z miski na dnie kopalni. „Wóz strażacki” nie był zbyt skuteczny i nie mógł działać poza ograniczoną głębokością około trzydziestu stóp.

Newcomen zastąpił zbiornik odbiorczy (w którym skraplała się para) cylindrem zawierającym tłok oparty na konstrukcji Papina. Zamiast podciśnienia wciągającego wodę, ściągał tłok. To było używane do pracy silnika belki , w której duża drewniana belka kołysała się na centralnym punkcie podparcia . Po drugiej stronie belki znajdował się łańcuch przymocowany do pompy u podstawy kopalni. Gdy cylinder parowy był ponownie napełniany parą, przygotowując go do następnego skoku mocy , woda była wciągana do cylindra pompy i wyrzucana do rury na powierzchnię pod ciężarem maszyny. Newcomen i jego partner John Calley zbudowali pierwszy udany silnik tego typu w Conygree Coalworks niedaleko Dudley w West Midlands. Działającą replikę tego silnika można zobaczyć w pobliskim Black Country Living Museum .

Później życie i śmierć

Stosunkowo niewiele wiadomo o późniejszym życiu Newcomena. Po 1715 r. sprawy silników były prowadzone przez nieposiadającą osobowości prawnej spółkę „ Właściciele wynalazku podniesienia wody przez ogień ”. Jej sekretarzem i skarbnikiem był John Meres, urzędnik Towarzystwa Aptekarskiego w Londynie. Towarzystwo to utworzyło spółkę, która miała monopol na dostarczanie leków dla Marynarki Wojennej, zapewniając ścisłą więź z Savery, której woli był świadkiem. W skład Komitetu Właścicieli wchodził również Edward Wallin, baptysta szwedzkiego pochodzenia; i proboszcz kościoła w Maze Pond w Southwark . Newcomen zmarł w domu Wallina w 1729 roku i został pochowany na cmentarzu Bunhill Fields na obrzeżach londyńskiego City : dokładne miejsce jego grobu nie jest znane.

Do 1733 roku około 125 silników Newcomen, działających na podstawie patentu Savery'ego (rozszerzonego ustawowo, tak że nie wygasł do 1733), zostało zainstalowanych przez Newcomena i innych w większości ważnych okręgów górniczych Wielkiej Brytanii i na kontynencie europejskim: usuwanie węgla kopalnie w Black Country , Warwickshire iw pobliżu Newcastle upon Tyne ; w kopalniach cyny i miedzi w Kornwalii ; oraz w kopalniach ołowiu między innymi we Flintshire i Derbyshire .

Po nowicjuszach

Silnik Newcomena utrzymywał swoje miejsce bez istotnych zmian przez około 75 lat, stopniowo rozprzestrzeniając się na kolejne obszary Wielkiej Brytanii i kontynentalnej Europy. Początkowo używano mosiężnych cylindrów, ale były one drogie i miały ograniczony rozmiar. Nowe techniki odlewania żeliwa zapoczątkowane przez Coalbrookdale Company w latach dwudziestych XVIII wieku pozwoliły na stosowanie większych cylindrów o średnicy do około 6 stóp (1,8 m) w latach sześćdziesiątych XVIII wieku. Doświadczenie doprowadziło do lepszej konstrukcji i drobnych poprawek w układzie. Jego szczegóły mechaniczne zostały znacznie ulepszone przez Johna Smeatona , który zbudował wiele dużych silników tego typu na początku lat siedemdziesiątych XVIII wieku; jego ulepszenia zostały szybko przyjęte. Do 1775 roku zbudowano około 600 silników Newcomen, chociaż wiele z nich było już wcześniej zużytych i porzuconych lub wymienionych.

Newcomen Engine w żadnym wypadku nie był wydajną maszyną, choć prawdopodobnie był tak skomplikowany, na ile pozwalały techniki inżynieryjne i materiałowe z początku XVIII wieku. Podczas kondensacji pary tracono dużo ciepła, ponieważ chłodziło to cylinder. Nie miało to większego znaczenia w kopalniach, gdzie dostępny był niesprzedawany mały węgiel (luz), ale znacznie zwiększyło koszty wydobycia, gdzie węgiel nie był łatwo dostępny, jak w Kornwalii. Silnik Newcomena został stopniowo zastąpiony po 1775 roku na obszarach, gdzie węgiel był drogi (zwłaszcza w Kornwalii ) przez ulepszoną konstrukcję wynalezioną przez Jamesa Watta , w której para była skraplana w oddzielnym skraplaczu. Silnik parowy Watta , wspomagany przez lepsze techniki inżynieryjne, w tym wytaczarkę Wilkinsona , był znacznie bardziej oszczędny pod względem zużycia paliwa, umożliwiając Wattowi i jego partnerowi Matthew Boultonowi uzyskanie znacznych opłat licencyjnych w oparciu o zaoszczędzone paliwo.

Watt następnie wprowadził inne ulepszenia, w tym silnik dwustronnego działania, w którym zarówno skoki w górę, jak i w dół były uderzeniami mocy. Nadawały się one szczególnie do napędzania młynów tekstylnych, a wiele silników Watta było zatrudnionych w tych gałęziach przemysłu. Pierwsze próby napędzania maszyn przez silniki Newcomena kończyły się mieszanym sukcesem, ponieważ pojedynczy suw siły powodował szarpany ruch, ale zastosowanie kół zamachowych i lepszej inżynierii w dużej mierze przezwyciężyły te problemy. Do 1800 r. zbudowano setki silników obrotowych o mocy niewatowej, zwłaszcza w kopalniach i hutach żelaza, gdzie nieregularny ruch nie stanowił problemu, ale także w zakładach włókienniczych. (patrz odniesienie (2) poniżej).

Pomimo ulepszeń firmy Watt, silniki Common Engines (tak je wtedy nazywano) pozostawały w użyciu przez dłuższy czas, a nawet w okresie patentu Watta (do 1800 r.) zbudowano znacznie więcej silników Newcomen niż Wattów, ponieważ były tańsze i mniej skomplikowany. Z ponad 2200 silników zbudowanych w XVIII wieku tylko około 450 było silnikami watowymi. Elementy konstrukcji Watta, zwłaszcza oddzielny kondensator, zostały zastosowane w wielu „pirackich” silnikach. Nawet po 1800 roku silniki typu Newcomen były nadal budowane, a skraplacze były do ​​nich rutynowo dodawane. Były one również powszechnie montowane w istniejących silnikach Newcomen (tzw. skraplacz „pickle-pot”).

Przetrwanie silników Newcomen

Newcomen Pamięci silnika w Dartmouth

Istnieją przykłady silników Newcomen w Muzeum Nauki w Londynie , w Anglii i Muzeum Ford , Dearborn, Michigan USA, pośród innych miejscach.

W 1964 roku Newcomen Society of London zorganizowało przeniesienie silnika Newcomen z Hawkesbury Junction w Warwickshire do Dartmouth, gdzie można zobaczyć, jak pracuje przy użyciu układu hydraulicznego zamiast kotła parowego. Według dr Cyrila Bouchera z Newcomen Society, ten Newcomen Memorial Engine pochodzi z około 1725 roku, a później dodano nową przekładnię zaworową i inne części.

Być może ostatni silnik w stylu Newcomena, który ma być używany komercyjnie – i ostatni wciąż pozostający na pierwotnym miejscu – znajduje się w Elsecar Heritage Center , niedaleko Barnsley w South Yorkshire . Przywrócono go do stanu roboczego w latach 2012-2015, odnowiony silnik został odsłonięty przez księcia Edwarda, hrabiego Wessex , w maju 2016 r. Innym silnikiem Newcomen, który można pokazać w pracy, jest nowoczesna replika silnika w Muzeum Black Country w Dudley, West Midlands. Newcomen Pamięci silnika w Dartmouth widać w ruchu, ale pracował przez hydraulika.

Uznanie

W dniu 23 lutego 2012 roku Royal Mail wydała znaczek z atmosferycznym silnikiem parowym Newcomena w ramach serii „Britons of Distinction”.

Bibliografia

Dalsza lektura

• Jenkins, Rhys (1936). Savery, Newcomen i wczesna historia silnika parowego w The Collected Papers of Rhys Jenkins . Cambridge: Towarzystwo Nowicjuszy. s. 48–93.
• Rolt, Lionel Thomas Caswell (1963). Tomasza Newcomena. Prehistoria silnika parowego (1 wyd.). Dawlish: David i Charles. P. 158.
• Preston, Eric (2012). Thomas Newcomen z Dartmouth i silnik, który zmienił świat . Dartmouth: Dartmouth and Kingswear Society oraz Dartmouth History Research Group. P. 60. Numer ISBN 978-1-899011-27-8.
• Rolta, Lionela Thomasa Caswella; Allen, John S. (1977). Silniki parowe Thomasa Newcomena (2 wyd.). Hartington: Moorland Publishing Company. P. 160. Numer ISBN 0-903485-42-7.
• Kanefsky, John; John Robey (1980). „Silniki parowe w XVIII-wiecznej Wielkiej Brytanii: ocena ilościowa”. Technologia i kultura . Baltimore: Wydawnictwo Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. 21 (2): 161-186. doi : 10.2307/3103337 . JSTOR  3103337 .
• Musson, AE; Eric Robinson (1969). Nauka i technika w rewolucji przemysłowej . Manchester: Manchester University Press. s. 393 (rozdz. XII). Numer ISBN 0-7190-0370-9.
• Lee, Sydney, wyd. (1903). Słownik biografii narodowej: indeks i uosobienie . Smith, starszy i spółka

Zewnętrzne linki

• "Nowak, Tomasz"  . Słownik biografii narodowej . Londyn: Smith, Starszy & Co. 1885-1900.
• Chisholm, Hugh, wyd. (1911). "Nowak, Tomasz"  . Encyclopaedia Britannica (wyd. 11). Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge.