Томас Нюкомен
Томас Нюкомен (на английски: Thomas Newcomen) (февруари 1664 – 5 август 1729 г.) е английски изобретател, който през 1712 създава атмосферната парна машина станала известна като „Двигателят на Нюкомен“. Тя работи с кондензирана пара и може да изпълнява механична работа с помощта на бутало в цилиндър, задвижвано от частичен вакуум. Това е първият практически парен двигател.[1][2] Двигателите на Нюкомен се използват широко във Великобритания и Европа през XVIII век, основно за изпомпване на вода от рудници и мини.
| Томас Нюкомен Thomas Newcomen | |
| английски изобретател | |
| Роден |
24 февруари 1663 г.
|
|---|---|
| Починал | |
| Погребан | Великобритания |
| Религия | баптизъм |
| Националност |  Англия, Великобритания |
| Томас Нюкомен в Общомедия | |
Ранни години редактиране
Томас Нюкомен е роден в Дартмут, Девън, Англия, в търговско семейство и е кръстен в църквата Св. Спасител на 28 февруари 1664 г. Става търговец на желязо и специализира в проектиране, производство и продажба на инструменти за минната индустрия. В онези дни наводненията във въглищните и калаените мини са основен проблем. Скоро Нюкомен започва да мисли как да подобри начините за изпомпване на водата от такива мини.
Томас Нюкомен е проповедник на доброволни начала и старейшина в местната баптистка църква. След 1710 г. става пастор. Баптизмът е семейна традиция – неговият баща е един от онези, които довеждат в Дартмут известния пуританин Джон Флавел. В по-късния си живот в Лондон Нюкомен запазва връзката с баптизма: един от бизнес партньорите на Нюкомен, Едуард Уолин, е също баптист, свързан с известния богослов доктор Джон Гил от Хорслидаун, Съдък. Връзката на Нюкомен с баптистката църква в Бромсгроув съществено подпомага разпространението на неговата парна машина, а инженерите Джонатан Хорнблауър-старши и синът му са енориаши в същата църква.
Атмосферната парна машина редактиране
Голямото постижение на Нюкомен е неговата парна машина, разработена около 1712 г. Комбинирайки идеите на Томас Сейвъри и Дени Папен, той създава парен двигател с цел изпомпване на вода от калаена мина.[3] Вероятно Нюкомен е познавал Сейвъри, чиито предци са били търговци в Южен Девън. Сейвъри в заемал и пост в Комисията за болни и ранени моряци, базирана в Дартмут. Сейвъри изобретява т.нар. „огнена машина“, вид термичен сифон, в който парата се подава в приемен съд и след това се кондензира. Създаденият при кондензацията вакуум се използва за засмукване на водата от шахтата на дъното на мината. „Огнената машина“ не е много ефективна и може да работи само до дълбочина от около тридесет фута.
Нюкомен заменя приемния съд (където парата се кондензира) с цилиндър с бутало, което наподобява конструкцията на Папен. Конструкцията на Нюкомен използва вакуума не да изпомпва водата, а да изтегли буталото надолу. Това заляга в основата на разработения от него двигател (beam engine). Неговият принцип на действие е следният: голяма дървена греда балансира върху централна опорна точка и се накланя последователно в двете посоки като люлка. От едната страна на гредата е парната машина, а от другата е прикрепена с верига помпа, разположена на дъното на мината. Рамото с веригата и помпата е по-тежко от рамото с буталото, така че в покой гредата е наклонена към помпата („out of the house“). При стартиране на машината се отваря регулиращата клапа към цилиндъра и в него навлиза пара от бойлера, която изпълва пространството под буталото. След това тази клапа се затваря и през друга клапа в цилиндъра се впръсква малко студена вода. Това води до кондензация на парата, в цилиндъра се създава частичен вакуум и атмосферното налягане избутва буталото надолу. Това е и работният ход: повдигане на рамото с помпата нагоре („into the house“). След това в цилиндъра отново се пуска пара, която нарушава вакуума и изтласква кондензата през отточна тръба извън цилиндъра. Този цикъл се повтаря около 12 пъти в минута.
Нюкомен и неговият партньор Джон Кали построяват първия успешен двигател от този тип в Конигри Колуъркс (Conygree Coalworks) близо до Дъдли в Уест Мидландс. Работещо копие на този двигател може да се види наблизо в Музея на живота в Блек Кънтри (Black Country Living Museum).
Късни години и смърт редактиране
За по-късния живот на Нюкомен се знае сравнително малко. След 1715 г. бизнесът с машините се осъществява чрез сдружение „Притежатели на изобретението за вдигане на вода чрез огън“ (Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire). Негов секретар и касиер е Джон Мерес, чиновник в Обществото на аптекарите в Лондон. Това общество е свързано със Сейвъри, на чието завещание Мерес е свидетел. Сред членовете на сдружението е и Едуард Уолин, баптист от шведски произход и пастор на църква в Мейз Понд (Maze Pond), Съдък. Нюкомън умира в къщата на Уолин през 1729 г. и е погребан в гробището Бънхил Филдс (Bunhill Fields) в покрайнините на лондонското Сити, но точното място на гроба му не е известно.
До 1733 г. Нюкомен и негови последователи монтират около 125 двигателя на Нюкомен, работещи съгласно патента на Сейвъри (който е удължен със статут, така че срокът му да не изтече до 1733 г.) в повечето от важните минни райони на Великобритания и в Европа: отводняват въглищни мини в Черната страна (Black Country), Уоруикшир и близо до Нюкасъл ъпон Тайн; в калаени и медни мини в Корнуол и в оловни мини във Флинтшър и Дарбишър, както и на други места.
След Нюкомен редактиране
Двигателят на Нюкомен се запазва без съществени промени в продължение на около 75 години, като постепенно се разпространява във все повече области на Обединеното кралство и континентална Европа. Първоначално са използвани месингови цилиндри, но те били скъпи и ограничени по размер. През 1760-те, новите техники за леене на желязо, въведени от фирмата Коълбруукдейл (Coalbrookdale Company) през 1720-те, позволяват да се използват по-големи цилиндри, до около 6 фута (1,8 m) в диаметър. Набраният опит води до по-добра конструкция и незначителни подобрения в оформлението. Механичните детайли са значително подобрени от Джон Смийтън, който построява в началото на 1770-те много големи двигатели от този тип; неговите подобрения бързо се възприемат. До 1775 г. са построени около 600 двигателя на Нюкомен, въпреки че много от тях се износват и са изоставени или заменени.
Двигателят на Нюкомен в никакъв случай не е ефективна машина, въпреки че е доста сложен за нивото на инженерните техники и материали от началото на XVIII век. Много топлина се губела при кондензирането на парата и това охлажда цилиндъра. Това няма голямо значение в каменна шахта, където има непродаваеми дребни въглища (отпадък), но значително увеличава разходите за добив там, където въглищата не са лесно достъпни. Затова в районите, където въглищата са скъпи (особено в Корнуол), след 1775 г. двигателят на Нюкомен постепенно е заменен с подобрения модел парна машина, изобретена от Джеймс Уат, при която парата се кондензира в отделен кондензатор. Парната машина на Уат, подпомогната от по-добри инженерни техники, включително сондажната машина на Уилкинсън, е много по-икономична, позволявайки на Уат и неговия партньор Матю Болтън да натрупат значителни печалби от спестеното гориво.
Впоследствие Уат прави и други подобрения, включително двигател с двойно действие, където и двата хода – и нагоре, и надолу – извършват работа. Те са особено подходящи за производството в текстилните фабрики и в тези индустрии са използвани много двигатели на Уат. Първите опити за задвижване на такива машини с двигатели на Нюкомен са със смесен успех, тъй като единичният работен ход предизвиква рязко движение, но използването на махови колела и по-доброто проектиране до голяма степен преодоляват тези проблеми. До 1800 г. са построени стотици ротационни двигатели, намерили приложение особено в каменоломни и железарски предприятия, където неравномерното движение не е проблем, но също така и в текстилните фабрики.
Въпреки подобренията на Уат, обикновените двигатели (Common Engines), както са известни тогава, остават в употреба и дори през периода на двигателите на Уат са направени много повече двигатели на Нюкомен (до 1800 г.), тъй като са по-евтини и по-прости. От над 2200 двигателя, построени през 18-ти век, само около 450 са двигатели на Уат. Елементи от дизайна на Уат, особено отделният кондензатор, са включени в много „пиратски“ конструкции. Дори след 1800 г. двигателите тип Нюкомен продължават да се строят и към тях рутинно се добавят кондензатори. Те също така често се монтират допълнително към вече съществуващите двигатели на Нюкомен (т.нар. кондензатор буркан).
Запазени двигатели на Нюкомен редактиране
Двигатели на Нюкомен са запазени в Музея на науката, Лондон, Англия и Музея на Форд, Диърборн, Мичиган, САЩ, и в други места.[4]
През 1964 г. Обществото Нюкомен (Newcomen Society) в Лондон урежда пренасянето на двигател на Нюкомен от Хоуксбъри Джънкшън (Hawkesbury Junction), Уоруикшър до Дартмут, където може да се види как работи с хидравлично устройство вместо парния котел.[5] Според д-р Сирил Баучер от Обществото Нюкомен,[6] този двигател на Нюкомен датира от около 1725 г., но е с нова клапанна предавка и други части, добавени по-късно.
Може би последният двигател на Нюкомен, който се използва в търговската мрежа – и последният, който все още е на първоначалното си място – е в Елсекар Херитидж Център (Elsecar Heritage Center), близо до Барнзли в Южен Йоркшър. Възстановен в работно състояние между 2012 и 2015 г., обновеният двигател е открит през май 2016 г. от принц Едуард, граф на Уесекс,[7] Друг двигател на Нюкомен, който е в работещо състояние, е модерната реплика на двигателя в Музея Блек Кънтри (Black Country Museum) в Дъдли, Уест Мидландс. Двигателят на Нюкомен в Дартмут може да се види в движение, но се задвижва от хидравлика.
Признание редактиране
На 23 февруари 2012 г. Кралските пощи (Royal Mail) пускат пощенска марка с атмосферната парна машина на Нюкомен като част от серията „Забележителни британци" (Britons of Distinction).
Източници редактиране
- ↑ Morris, Charles R. Morris; illustrations by J.E. The dawn of innovation the first American Industrial Revolution. 1st. New York, PublicAffairs, 2012. ISBN 978-1-61039-049-1. с. 42.
- ↑ Science Museum – Home – Atmospheric engine by Francis Thompson, 1791 // Science Museum. Посетен на 6 ноември 2021.
- ↑ Morris, Charles R. Morris; illustrations by J.E. The dawn of innovation the first American Industrial Revolution. 1st. New York, PublicAffairs, 2012. ISBN 978-1-61039-049-1. с. 42.
- ↑ Russell, Ben. In pursuit of power // Science Museum. Посетен на 19 March 2015.
- ↑ (Eric Preston, Thomas Newcomen of Dartmouth, Dartmouth History Research Group 2012, ISBN 1-899011-27-7)
- ↑ Transactions of the Newcomen Society 35, October 1962
- ↑ Barnsley Museums Annual Review 2015 – 2016, page 10; url=http://www.elsecar-heritage.com/content/downloads/Barnsley-Arts-and-Museums-Annual-Review-15-16-41719234.pdf Архив на оригинала от 2020-09-23 в Wayback Machine.
Допълнителна информация редактиране
- Jenkins, Rhys. Savery, Newcomen and the Early History of the Steam Engine in The Collected Papers of Rhys Jenkins. Cambridge, Newcomen Society, 1936. с. 48 – 93.
- Rolt, Lionel Thomas Caswell. Thomas Newcomen. The Prehistory of the Steam Engine. 1. Dawlish, David & Charles, 1963. с. 158.
- Preston, Eric. Thomas Newcomen of Dartmouth and the Engine that Changed the World. Dartmouth, Dartmouth and Kingswear Society and Dartmouth History Research Group, 2012. ISBN 978-1-899011-27-8. с. 60.
- Rolt, Lionel Thomas Caswell, Allen, John S. The Steam Engines of Thomas Newcomen. 2. Hartington, Moorland Publishing Company, 1977. ISBN 0-903485-42-7. с. 160.
- Kanefsky, John и др. Steam Engines in 18th-Century Britain: A Quantitative Assessment // Technology and Culture 21 (2). Baltimore, The Johns Hopkins University Press, 1980. DOI:10.2307/3103337. с. 161 – 186.
- Musson, A. E., Eric Robinson. Science and Technology in the Industrial Revolution. Manchester, Manchester University Press, 1969. ISBN 0-7190-0370-9. с. 393 (Chpt. XII).
- Dictionary of National Biography: Index and Epitome. Smith, Elder & Co., 1903.
 
|
Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Thomas Newcomen в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.
ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни. |