Tomasz Savy - Thomas Savery

Tomasz Savery
Tomasz Savery.gif
Urodzić się C. 1650
Shilstone , Modbury , Devon, Anglia
Zmarł 1715
Londyn
Narodowość język angielski
Zawód Inżynier

Thomas Savery ( / s v ər I / c. 1650 - 15 maja 1715) był wynalazcą i inżynier angielski, urodzony w Shilstone, w dworku koło Modbury , Devon, w Anglii. Wynalazł pierwsze komercyjnie używane urządzenie napędzane parą, pompę parową, którą często określa się mianem „silnika”, chociaż technicznie nie jest to silnik. Pompa parowa Savery była rewolucyjną metodą pompowania wody, która rozwiązała problem odwadniania kopalni i umożliwiła powszechne publiczne zaopatrzenie w wodę.

Kariera zawodowa

Savery został inżynierem wojskowym, do 1702 r. awansował do stopnia kapitana i spędzał wolny czas na przeprowadzaniu eksperymentów mechanicznych. W 1696 r. wykupił patent na maszynę do polerowania szkła lub marmuru, a także na „wiosłowanie statkami z większą łatwością i szybkością niż dotychczas robił to jakikolwiek inny”, wykorzystujący koła łopatkowe napędzane kabestanem i który został odrzucony przez Admiralicja następstwie negatywnego raportu przez inspektora marynarki , Edmund Dummer .

Savery pracował również dla Komisarzy Chorych i Poszkodowanych , zlecając dostawy leków dla Spółki Akcyjnej Marynarki Wojennej, która była powiązana z Towarzystwem Aptekarzy . Jego obowiązki w ich imieniu zaprowadziły go do Dartmouth i prawdopodobnie w ten sposób nawiązał kontakt z Thomasem Newcomenem .

Pompa zasilana parą

Pompa pożarowa, system Savery, 1698.

W dniu 2 lipca 1698 Savery opatentował pompę parową „Nowy wynalazek do podnoszenia wody i powodowania ruchu do wszelkiego rodzaju prac młynarskich za pomocą siły napędowej ognia, który będzie bardzo przydatny i korzystny do osuszania kopalń, służąc miastom wody i do pracy wszelkiego rodzaju młynów, gdzie nie mają pożytku z wody ani stałego wiatru. Zademonstrował go Royal Society 14 czerwca 1699. Patent nie zawierał ilustracji ani nawet opisu, ale w 1702 Savery opisał maszynę w swojej książce The Miner's Friend; lub Silnik podnoszący wodę przez ogień , w którym twierdził, że może wypompowywać wodę z kopalń .

Schemat działania silnika Savery. Silnik zasysa wodę przy zamkniętych zaworach a i c i otwartych zaworach b i d . Wypycha wodę z zaworami a i c otwarte, a zawory b i d zamknięte.

Savery była beztłokową pompą bez ruchomych części, z wyjątkiem kranów. Był obsługiwany przez najpierw podnoszenie pary w kotle; para była następnie wpuszczana do jednego z pierwszych naczyń roboczych, umożliwiając jej wydmuchiwanie przez rurę spustową do wody, która miała zostać podniesiona. Gdy system był gorący, a więc pełen pary, zamykano kran między kotłem a naczyniem roboczym i w razie potrzeby chłodzono na zewnątrz naczynia. To spowodowało, że para w środku uległa kondensacji, tworząc częściową próżnię, a ciśnienie atmosferyczne popychało wodę w górę rury spustowej, aż naczynie było pełne. W tym momencie kurek pod naczyniem został zamknięty, a kurek między nim a rurą górną otworzył się i z kotła wpuszczono więcej pary. W miarę narastania ciśnienia pary, woda ze statku wznosiła się rurą w górę na szczyt kopalni.

Lokomotywa Oszczędności z 1698 r.

Jednak jego pompa miała cztery poważne problemy. Po pierwsze, za każdym razem, gdy do naczynia roboczego wpuszczano wodę, znaczna część ciepła marnowała się na podgrzewanie pompowanej wody. Po drugie, kolejny etap procesu wymagał pary pod wysokim ciśnieniem, aby wycisnąć wodę w górę, a lutowane złącza pompy ledwo wytrzymały działanie pary pod wysokim ciśnieniem i wymagały częstych napraw. Po trzecie, chociaż pompa ta wykorzystywała dodatnie ciśnienie pary do wypychania wody w górę (bez teoretycznego ograniczenia wysokości, na jaką można podnieść wodę za pomocą pojedynczej pompy wysokociśnieniowej), względy praktyczne i bezpieczeństwa oznaczały, że w praktyce, aby usunąć wodę z kopalnia głębinowa potrzebowałaby serii pomp o średnim ciśnieniu na całej drodze od dna do powierzchni. Po czwarte, woda była wtłaczana do pompy tylko pod ciśnieniem atmosferycznym (działającym na zasadzie „podciśnienia”) ze skroploną parą, więc pompa musiała znajdować się nie więcej niż około 30 stóp (9,1 m) nad poziomem wody – co wymagało zainstalowane, obsługiwane i utrzymywane daleko w ciemnych kopalniach.

Ustawa o wozie strażackim

Oryginalny patent Savery'ego z lipca 1698 r. zapewniał 14-letnią ochronę; W następnym roku 1699 An Act of Parliament został przekazany która przedłużyła jego ochronę przez kolejne 21 lat. Ustawa ta stała się znana jako „Ustawa o wozach strażackich”. Bardzo szeroki patent Savery obejmował wszystkie pompy podnoszące wodę w wyniku pożaru, co utrudniało wczesny rozwój maszyn parowych na Wyspach Brytyjskich.

Architekt James Smith z Whitehill nabył prawa do używania pompy Savery w Szkocji . W 1699 zawarł umowę z wynalazcą, aw 1701 uzyskał patent parlamentu Szkocji , wzorowany na stypendium Savery'ego w Anglii i przeznaczony na ten sam okres. Smith opisał maszynę jako „silnik lub wynalazek do podnoszenia wody i powodowania ruchu pracy młyna siłą ognia” i twierdził, że zmodyfikował ją, aby pompować z głębokości 14 sążni lub 84 stóp.

W Anglii patent Savery'ego oznaczał, że Thomas Newcomen został zmuszony do współpracy z nim. Do 1712 roku obaj mężczyźni poczynili porozumienia w celu opracowania bardziej zaawansowanego projektu silnika parowego Newcomen , który był sprzedawany pod patentem Savery'ego, dodając zbiorniki na wodę i pręty pomp, aby umożliwić dostęp do głębszych kopalń za pomocą siły parowej. Silnik Newcomena działał wyłącznie dzięki ciśnieniu atmosferycznemu, unikając w ten sposób niebezpieczeństw związanych z parą pod wysokim ciśnieniem, i wykorzystał koncepcję tłoka wynalezioną w 1690 roku przez Francuza Denisa Papina do wyprodukowania pierwszego silnika parowego zdolnego do wydobywania wody z głębokich kopalni.

Kiedy Denis Papin wrócił do Londynu w 1707 roku, został poproszony przez Newtona, nowego prezesa Towarzystwa Królewskiego po Robercie Boyle, przyjacielu Papina, o współpracę z Saverym, który pracował z Papinem przez 5 lat, ale nigdy nie udzielał żadnych kredytów ani dochodów francuski naukowiec.

Po jego śmierci w 1715 r. patent Savery'ego i ustawa sejmowa przysługiwały firmie Właściciele wynalazku do pozyskiwania wody przez ogień . Firma ta wydała innym licencje na budowę i eksploatację silników Newcomen, pobierając 420 funtów rocznie tantiem z tytułu patentów na budowę silników parowych. W jednym przypadku kopalnia płaciła właścicielom 200 funtów rocznie i połowę ich zysków netto „w zamian za ich usługi w zakresie utrzymania silnika w ruchu”.

Ustawa o wozach strażackich wygasła dopiero w 1733 roku, cztery lata po śmierci Newcomena.

Zastosowanie pompy parowej

Gazeta z marca 1702 r. ogłosiła, że ​​pompy Savery'ego są gotowe do użycia i można je zobaczyć w środowe i sobotnie popołudnia w jego przytułku w Salisbury Court w Londynie, na tle Old Playhouse.

Jedna z jego pomp została ustawiona w York Buildings w Londynie. Według późniejszych opisów wytworzyło to parę „ośmio lub dziesięciokrotnie silniejszą niż zwykłe powietrze” (tj. 8–10 atmosfer ), ale rozerwało złącza maszyny, zmuszając ją do lutowania złączy zaprawą lutowniczą .

Inny został zbudowany w celu kontrolowania zaopatrzenia w wodę w Hampton Court , a inny w Campden House w Kensington działał przez 18 lat.

Kilka pomp Savery zostało wypróbowanych w kopalniach, ale podjęto nieudaną próbę użycia jednej do oczyszczenia wody z basenu o nazwie Broad Waters w Wednesbury (wtedy w Staffordshire ) i pobliskich kopalniach węgla. Zostało to pokryte przez nagłą erupcję wody kilka lat wcześniej. Jednak pompa nie mogła być „dostarczona do odpowiedzi”. Ilość wytworzonej pary była tak duża, że ​​„wynająć całą maszynę na kawałki”. Pompę parową odłożono na bok, a schemat podnoszenia wody odrzucono jako niewykonalny. Mogło to mieć miejsce około 1705 roku.

Kolejna pompa została zaproponowana w 1706 roku przez George'a Sparrow w Newbold pobliżu Chesterfield , gdzie właścicielem ziemskim był mającej trudności w uzyskaniu zgody jego sąsiadów na szumieć do drenażu swój węgiel. Nic z tego nie wyszło, być może z powodu wybuchu pompy Broad Waters. Możliwe też, że w Wheal Vor , kopalni miedzi w Kornwalii, wypróbowano pompę parową .

Porównanie z silnikiem parowym Newcomen

Pompa parowa Savery miała znacznie niższy koszt inwestycyjny niż silnik parowy Newcomen, a pompa Savery o mocy od 2 do 4 koni mechanicznych kosztowała od 150 do 200 GBP . Był również dostępny w małych rozmiarach, do jednego konia mechanicznego. Parowozy Newcomen były większe i znacznie droższe. Większy rozmiar był spowodowany faktem, że tłokowe silniki parowe stały się bardzo nieefektywne w małych rozmiarach, przynajmniej do około 1900 roku, kiedy dostępne były silniki tłokowe o mocy 2 koni mechanicznych. Pompy typu saver były produkowane jeszcze pod koniec XVIII wieku.

Inspiracja do dalszej pracy

Kilka późniejszych systemów pompowania może być opartych na pompie Savery'ego. Na przykład udanym rozwinięciem była dwukomorowa pompa parowa z pulsometrem .

Zobacz też

Uwagi

Dalsza lektura

Istnieje niezliczona ilość współczesnych przedruków: Lives of Boulton i Watt . Numer ISBN 1-4255-6053-9., Życie Boultona i Watta . Numer ISBN 1-4067-9863-0., Uśmiechy, Samuel (czerwiec 2007). Życie Boultona i Watta . Numer ISBN 978-1-84588-371-3..
Przedruk w dodatku B: Savary, AW; Lidia A. Savary (1893). Zapis genealogiczno-biograficzny rodzin z oszczędnych i rodziny severy . Lippincott.

Zewnętrzne linki