محرك البخار توماس سافري

ولد توماس سافري لعائلة معروفة في شيلستون ، إنجلترا في وقت ما حوالي عام 1650. تلقى تعليمًا جيدًا وأظهر ولعًا كبيرًا بالميكانيكا والرياضيات والتجريب والاختراع.

كانت إحدى اختراعات Savery الأولى هي الساعة التي بقيت في عائلته حتى يومنا هذا وتعتبر قطعة آلية مبدعة. ذهب إلى اختراع وترتيب براءة اختراع لعجلات مجداف مدفوعة من قبل القبعات لدفع السفن في الطقس الهادئ. لقد عرض الفكرة على الأميرالية البريطانية والمجلس المتموج لكنه لم يحقق أي نجاح. كان المعترض الرئيسي هو مساح البحرية الذي رفض سافيري قائلاً ، "ولديك أشخاص متداخلون ، لا يهمنا ، يتظاهرون بابتداع أو اختراع أشياء لنا؟"

لم يتم ردع Savery - قام بتركيب جهازه على سفينة صغيرة وعرض عمليته على نهر التايمز ، على الرغم من أن الاختراع لم يتم تقديمه من قبل البحرية.

اخترع Savery محرك بخاري في وقت ما بعد ظهور عجلات مجدافه لأول مرة ، تم تصور الفكرة لأول مرة إدوارد سومرست ، ماركيز ووستر ، وكذلك عدد قليل من المخترعين السابقين. يشاع أن سافري قرأ كتاب سومرست الذي يصف الاختراع أولاً وحاول بعد ذلك تدمير كل الأدلة عليه تحسبًا لاختراعه. وزُعم أنه اشترى جميع النسخ التي وجدها وأحرقها.

على الرغم من أن القصة ليست ذات مصداقية خاصة ، فإن مقارنة رسومات المحركين - Savery's و Somerset - تظهر تشابهًا مذهلاً. إذا لم يكن هناك شيء آخر ، فينبغي منح سافري الفضل في تقديمه بنجاح لمحرك "شبه كلي القدرة" و "قائد الماء". حصل على براءة اختراع تصميم محركه الأول في 2 يوليو 1698. تم تقديم نموذج عمل للجمعية الملكية في لندن.

واجه سافري نفقات ثابتة ومحرجة في بناء أول محرك بخاري له. كان عليه أن يبقي المناجم البريطانية - وخاصة الحفر العميقة في كورنوال - خالية من الماء. وأكمل المشروع أخيرًا وأجرى بعض التجارب الناجحة معه ، حيث عرض نموذجًا من "محرك الإطفاء" الخاص به أمام الملك ويليام الثالث ومحكمته في هامبتون كورت عام 1698. ثم حصل Savery على براءة اختراعه دون تأخير.

يقول عنوان البراءة:

"منحة لتوماس سافري للتمرين الوحيد لاختراع جديد اخترعه ، لرفع المياه ، وتسبب الحركة لجميع أنواع أعمال المطاحن ، من قبل القوة المهمة من النار ، والتي ستكون ذات فائدة كبيرة لتصريف المناجم ، وخدمة المدن بالمياه ، ولعمل جميع أنواع المطاحن ، عندما لا يكون لديهم فائدة من الماء أو ثابت الرياح ؛ عقد لمدة 14 عاما. مع البنود المعتادة ".

بعد ذلك ذهب Savery لإعلام العالم عن اختراعه. بدأ حملة إعلانية منهجية وناجحة ، دون تفويت أي فرصة لجعل خططه ليست معروفة فقط ولكنها مفهومة جيدًا. حصل على إذن للظهور بمحرك الإطفاء النموذجي وشرح عملها في اجتماع للجمعية الملكية. نص محضر الاجتماع:

"سلى السيد سافري الجمعية بإظهار محركه لرفع المياه بقوة النار. وتم شكره على عرض التجربة التي نجحت وفق التوقعات وتم الموافقة عليها ".

أملاً في تقديم محرك إطفاء له إلى مناطق التعدين في كورنوال كمحرك ضخ ، كتب سافري نشرة للتداول العام ، "صديق عامل المنجم ؛ أو ، وصف محرك رفع المياه بالنار.”

نُشِرت نشرة سافري في لندن عام 1702. وشرع في توزيعه بين أصحاب ومديري المناجم ، الذين كانوا يجدون في ذلك الوقت أن تدفق المياه في أعماق معينة كان كبيرًا جدًا لمنع العملية. في كثير من الحالات ، لم تترك تكلفة الصرف أي هامش ربح مرضٍ. لسوء الحظ ، على الرغم من أن محرك إطفاء سافري بدأ في استخدام المياه في المدن الكبيرة العقارات والمنازل الريفية وغيرها من المؤسسات الخاصة ، لم تدخل حيز الاستخدام العام بين الألغام. كان خطر انفجار الغلايات أو أجهزة الاستقبال كبيرًا جدًا.

كانت هناك صعوبات أخرى في تطبيق محرك Savery على العديد من أنواع العمل ، ولكن هذا كان الأخطر. في الواقع ، حدثت انفجارات مع نتائج مميتة.

عند استخدامها في المناجم ، تم وضع المحركات بالضرورة على بعد 30 قدمًا أو أقل من أدنى مستوى ويمكن أن تصبح مغمورة إذا كان الماء يجب أن يرتفع فوق هذا المستوى. في كثير من الحالات ، سيؤدي ذلك إلى فقدان المحرك. سيبقى المنجم "غارقًا" ما لم يتم شراء محرك آخر لضخه.

كان استهلاك الوقود مع هذه المحركات كبيرًا أيضًا. لا يمكن توليد البخار اقتصاديًا لأن الغلايات المستخدمة كانت أشكالًا بسيطة وقليلة جدًا سطح تسخين لتأمين نقل كامل للحرارة من غازات الاحتراق إلى الماء داخل المرجل. أعقب هذه النفايات في توليد البخار نفايات أكثر خطورة في تطبيقه. دون التوسع في طرد الماء من جهاز استقبال معدني ، تمتص الجوانب الباردة والرطبة الحرارة بأكبر قدر من الحماسة. لم يتم تسخين الكتلة الكبيرة للسائل بواسطة البخار وتم طردها عند درجة الحرارة التي تم رفعها من الأسفل.

بدأ سافري في وقت لاحق العمل مع توماس نيوكومين على محرك بخاري في الغلاف الجوي. كان Newcomen حدادًا إنجليزيًا اخترع هذا التحسين مقارنة بتصميم Slavery السابق.

استخدم محرك نيوكومين البخاري قوة الضغط الجوي. محركه ضخ البخار في اسطوانة. ثم تم تكثيف البخار بالماء البارد ، مما خلق فراغًا داخل الأسطوانة. أدى الضغط الجوي الناتج إلى تشغيل مكبس ، مما خلق ضربات لأسفل. على عكس المحرك الذي سجله توماس سافري في عام 1698 ، فإن شدة الضغط في محرك نيوكومين لم يكن محدودًا بضغط البخار. جنبا إلى جنب مع جون كالي ، بنى نيوكومين أول محرك له في عام 1712 فوق عمود منجم مملوء بالماء واستخدمه لضخ المياه من المنجم. كان محرك Newcomen سلفًا لمحرك Watt وكان واحدًا من أكثر القطع التقنية إثارة للاهتمام التي تم تطويرها خلال القرن الثامن عشر.

جيمس واط كان مخترع ومهندس ميكانيكي ولد في جرينوك ، اسكتلندا ، يشتهر بتحسينات المحرك البخاري. أثناء العمل في جامعة جلاسكو في عام 1765 ، تم تكليف وات بإصلاح محرك Newcomen ، والذي كان يعتبر غير فعال ولكنه لا يزال أفضل محرك بخاري في عصره. بدأ العمل على العديد من التحسينات على تصميم Newcomen. كان أبرزها عام 1769 براءة الإختراع لمكثف منفصل متصل بأسطوانة بواسطة صمام. على عكس محرك Newcomen ، كان تصميم Watt يحتوي على مكثف يمكن الاحتفاظ به باردًا عندما كانت الأسطوانة ساخنة. سرعان ما أصبح محرك وات هو التصميم المهيمن لجميع المحركات البخارية الحديثة وساعد في إحداث الثورة الصناعية. وحدة طاقة تسمى الواط سميت باسمه.