Vynález a vývoj parného motora

Parné motory sú mechanizmy, ktoré využívajú teplo na tvorbu pary, ktorá zase vykonáva mechanické procesy, známe všeobecne ako práca. Zatiaľ čo niekoľko vynálezcov a inovátorov pracovalo na rôznych aspektoch využívania pary na pohon, hlavný vývoj skorých parných motorov zahŕňa troch vynálezcov a tri hlavné konštrukcie motorov.

Prvý parný stroj používaný na prácu bol patentovaný Angličanom Thomas Savery v roku 1698 a bol používaný na čerpanie vody z banských šácht. Základný proces zahŕňal valec, ktorý bol naplnený vodou. Do valca sa potom priviedla para, ktorá vytlačila vodu, ktorá pretekala jednosmerným ventilom. Akonáhle bola všetka voda vypustená, valec bol postriekaný studenou vodou, aby sa teplota valca znížila a kondenzovala para. Toto vytvorilo vákuum vo valci, ktorý potom vytiahol ďalšiu vodu na doplnenie valca, čím sa dokončil cyklus pumpy.

Ďalší Angličan, Thomas Newcomen, vylepšený na Slaveryho pumpe s dizajnom, ktorý vyvinul okolo roku 1712. Motor nováčika obsahoval piest vo vnútri valca. Vrchol piestu bol spojený s jedným koncom otočného lúča. Mechanizmus pumpy bol pripojený k druhému koncu lúča, takže voda bola nasávaná vždy, keď sa lúč naklonil na konci pumpy. Na pohon čerpadla sa do piestového valca privádzala para. Súčasne protizávažie stiahlo lúč dole na konci pumpy, čo spôsobilo, že piest stúpal na vrchol parného valca. Akonáhle sa valec naplnil parou, do valca sa rozprašovala studená voda, ktorá rýchlo kondenzovala paru a vytvorila sa vákuum vo valci. To spôsobilo, že piest spadol a pohyboval lúčom dole na konci piestu a hore na konci pumpy. Cyklus sa potom automaticky opakoval, pokiaľ sa do valca priviedla para.

Dizajn piestu spoločnosti Newcomen účinne vytvoril oddelenie medzi čerpanou vodou a valcom použitým na vytvorenie čerpacej sily. To výrazne zlepšilo účinnosť pôvodného dizajnu Slavery. Pretože spoločnosť Savery's vlastnila široký patent na svoje vlastné parné čerpadlo, musel Newcomen spolupracovať so spoločnosťou Savery na patentovaní piestového čerpadla.

dobytok James Watt významne zlepšil a vyvinul parný stroj v druhej polovici roku 2007 18. storočie, čo z neho robí skutočne životaschopný stroj, ktorý pomohol spustiť internet Priemyselná revolúcia. Prvou významnou inováciou Wattov bolo zahrnúť samostatný kondenzátor, takže para sa nemusí chladiť v rovnakom valci, ktorý obsahoval piest. To znamenalo, že piestový valec zostal na oveľa stabilnejšej teplote, čím sa výrazne zvýšila palivová účinnosť motora. Watt tiež vyvinul motor, ktorý by mohol skôr otáčať hriadeľom, ako čerpanie smerom nahor a nadol, ako aj zotrvačník, ktorý umožňoval hladký prenos sily medzi motorom a pracovným zaťažením. S týmito a ďalšími inováciami sa parný stroj stal použiteľným v rôznych továrňach Watt a jeho obchodný partner, Matthew Boulton, vyrobili niekoľko stoviek motorov priemyselné použitie.

Začiatkom 19. storočia došlo k významným inováciám vysokotlakových parných motorov, ktoré boli oveľa efektívnejšie ako nízkotlakové konštrukcie priekopníkov parných strojov Watt a ďalších. To viedlo k vývoju oveľa menších a výkonnejších parných motorov, ktoré by sa mohli použiť na pohon vlakov a lodí a na vykonávanie širšej škály priemyselných úloh, ako je napríklad prevádzka píly v mlynoch. Dvaja dôležití inovátori týchto motorov boli Američan Oliver Evans a Angličan Richard Trevithick. V priebehu času boli parné motory nahradené spaľovacím motorom pre väčšinu typov lokomotív a priemyselných práce, ale použitie parogenerátorov na výrobu elektriny zostáva dôležitou súčasťou výroby elektrickej energie dnes.