Životopis Thomasa Newcomena, vynálezcu parných strojov

Thomas Newcomen (28. februára 1663 - 5. augusta 1729) bol kováč z anglického Dartmouthu, ktorý zostavil prototyp pre prvú modernú parný motor. Jeho stroj postavený v roku 1712 bol známy ako „Atmosférický parný stroj“.

Rýchle fakty: Thomas Newcomen

Pred časom Thomasa Newcomena parný stroj technology bol v plienkach. Vynálezcovia ako Edward Somerset z Worcesteru, nováčik sused Thomas Savery a francúzština filozof John Desaguliers skúmal túto technológiu skôr, ako začal Thomas Newcomen experimenty. Ich výskum inšpiroval vynálezcov, ako sú Newcomen a James Watt, aby vymysleli praktické a užitočné parné stroje.

Thomas Newcomen sa narodil 28. februára 1663, jedného zo šiestich detí Eliasa Newcomena (d. 1702) a jeho manželky Sarah (d. 1666). Rodina bola solídne strednej triedy: Elias bol nezávislý majiteľ, majiteľ lode a obchodník. Po tom, čo Sarah zomrela, sa Elias 6. januára 1668 oženil znovu s Alice Trenhale, a to bola Alice, ktorá vychovala Thomasa, jeho dvoch bratov a tri sestry.

Thomas pravdepodobne pôsobil ako učeň u železářstva v Exeteri: hoci o tom nie je žiadna zmienka, začal obchodovať ako kováč v Dartmouthe okolo roku 1685. Podľa listinných dôkazov v rokoch 1694 až 1700 nakupoval z rôznych mlynov množstvo železa až do 10 ton a v roku 1704 opravil mestské hodiny v Dartmouthe. Nováčik mal v tom čase maloobchod, predával nástroje, pánty, klince a reťaze.

13. júla 1705 sa nováčik oženil s Hannah Waymouthovou, dcérou Petera Waymoutha z Marlborough. Nakoniec mali tri deti: Thomas, Elias a Hannah.

Thomasovi Newcomenovi pomáhal pri výskume pary John Calley (c. 1663 - 1717), muž z Brixtonu v Devonshire. Obidve sú uvedené na patente na parný stroj Atmosférický. John Calley (niekedy hláskoval Cawley) bol glazúr - niektoré zdroje hovoria, že bol inštalatér - ktorý vykonával učňovskú prax v Newcomenových dielňach a potom s ním pokračoval v práci. Spoločne pravdepodobne začali pracovať na parnom stroji na konci 17. storočia a do roku 1707, Spoločnosť Newcomen rozšírila svoje podnikanie tým, že uzavrela alebo obnovila nové nájomné zmluvy na niekoľko nehnuteľností v roku 2007 Dartmouth.

Ani nováčik, ani Calley neboli vzdelaní v strojárstve a korešpondovali s vedcami Robert Hooke, požiadal ho, aby im poradil o svojich plánoch postaviť parný stroj s parným valcom, ktorý obsahuje piest podobný tomu, ktorý má Denis Papin. Hooke neodporúčal ich plán, ale našťastie tvrdohlaví a nevzdelaní mechanici sa držali svojich plánov: V roku 1698 Newcomen a Calley vyrobili experimentálny mosadzný valec s priemerom 7 palcov, ktorý bol uzavretý koženou chlopňou okolo okraja piest. Účelom prvých parných motorov, aké používali Newcomen, bolo vypustenie vody z uhoľných baní.

Miestni obyvatelia ho považovali za excentra a schemera, ale vedel o parnom stroji, ktorý vynašiel Thomas Savery (1650–1715). Newcomen navštívil Saveryho domov v anglickom Modbury, 25 km od miesta bydliska Newcomen. Savery najal nováčika, skúseného kováča a železníka, aby vytvoril funkčný model svojho motora. Nováčik si mohol vytvoriť kópiu Saveryho stroja pre seba, ktorú založil vo svojom vlastnom dvore, kde spolu s Calleyom pracovali na vylepšovaní Saveryho dizajnu.

Hoci motor, ktorý postavili Newcomen a Calley, nebol celkom úspešný, v roku 1708 boli schopní získať patent. To bolo pre motor kombinujúci parný valec a piest, povrchovú kondenzáciu, samostatný kotol a samostatné čerpadlá. V patente bol tiež uvedený Thomas Savery, ktorý mal v tom čase výhradné práva na použitie povrchovej kondenzácie.

Atmosférický motor, ako bol navrhnutý prvýkrát, používal pomalý proces kondenzácie tak, že do vonkajšej časti privádzal kondenzujúcu vodu valca, aby sa vytvoril podtlak, ktorý následne spôsobil zdvihy motora vo veľmi dlhých intervaloch. Boli urobené ďalšie zlepšenia, ktoré značne zvýšili rýchlosť kondenzácie. Prvý motor Thomasa Newcomena produkoval 6 alebo 8 úderov za minútu, čo sa zlepšilo na 10 alebo 12 úderov.

Newcomenov motor prešiel parou cez kohút a hore do valca, ktorý vyrovnával tlak atmosféry, a dovolil ťažkej tyči čerpadla klesnúť a pri väčšej hmotnosti pôsobiacej cez lúč zdvíhať piest na správne miesto pozície. V prípade potreby tyč obsahovala protiváhu. Potom sa kohút otvoril a do valca vstúpil prúd vody zo zásobníka, ktorý kondenzáciou pary vytvoril vákuum. Tlak vzduchu nad piestom ho potom prinútil dolu, aby znovu zdvihol tyče čerpadla, a tak motor pracoval donekonečna.

Potrubie sa používa za účelom udržiavania hornej strany piestu pokrytého vodou, aby sa zabránilo úniku vzduchu - vynález Thomasa Newcomena. Boli zabudované dva rozchodové kohúty a bezpečnostný ventil; použitý tlak bol sotva väčší ako tlak v atmosfére a hmotnosť samotného ventilu bola zvyčajne dostatočná na udržanie potrubia dole. Kondenzovaná voda spolu s kondenzovanou vodou tiekla otvorenou rúrkou.

Thomas Newcomen upravil svoj parný stroj tak, aby poháňal čerpadlá používané pri ťažobných činnostiach, ktoré odstraňovali vodu z banských šácht. Pridal horný lúč, z ktorého bol na jednom konci zavesený piest a na druhom konci tyč čerpadla.

Thomas Newcomen zomrel 5. augusta 1729 v Londýne v dome kamaráta. Jeho manželka Hannah ho prežila, presťahovala sa do Marlboroughu a zomrela v roku 1756. Jeho syn Thomas sa v Tauntone stal výrobcom kožušiny a jeho syn Elias sa stal železným strojníkom (ale nie vynálezcom) ako jeho otec.

Parný stroj Thomasa Newcomena sa spočiatku vnímal ako skúška predchádzajúcich myšlienok. To bolo porovnané s piestovým motorom poháňaným strelným prachom, ktorý bol navrhnutý (ale nikdy postavený) Christian Huyghens, s náhradou pary za plyny spôsobené výbuchom strelného prachu. Súčasťou problému, pre ktorý sa Newcomenova práca neuznávala, môže byť to, že Newcomen bol v porovnaní s ostatnými pôvodcami tohto dňa kováč strednej triedy a vzdelanejší a elitnejší vynálezcovia si jednoducho nedokázali predstaviť, že by taký človek bol schopný niečo vymyslieť Nový.

Neskôr sa zistilo, že Thomas Newcomen a John Calley vylepšili metódu kondenzácie použitú v Saveryho motore. Francúzsky vynálezca a filozof John Theophilus Desaguliers (1683–1744) napísal, že parný stroj Newcomena sa vo veľkej miere používa vo všetkých Ťažobné oblasti, najmä v Cornwalle, sa uplatňovali aj na odtok mokradí, dodávku vody do miest a loď pohon. Prvý parná lokomotíva bol vynájdený v prvej dekáde 19. storočia čiastočne na základe technológie nováčikov.

• Allen, J.S. "Začiatočník, Thomas (1663 - 1729)." Biografický slovník stavebných inžinierov vo Veľkej Británii a Írsku, zväzok 1: 1500–1830. Eds. Skempton, A.W. a kol. London: Vydavateľstvo Thomas Telford a Inštitúcia stavebných inžinierov, 2002. 476–78.
• Dickinson, Henry Winram. "Začiatočník a jeho vákuový motor." Krátka história parného motora. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, vynálezca parného motora." Tech Directions 60.7: 9, 2001.
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663 - 1729)." Slovník národnej biografie zväzok 40 Myllar - Nicholls. Ed. Lee, Sidney. London: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.