Товариство винахідників установок для підйому води за допомогою вогню

А. Моравський, М. Файн

Наступний важливий крок по шляху створення теплових двигунів здійснив англійська винахідник, коваль за професією Томас Ньюкомен. Біографічних відомостей про нього не збереглося, але відомо, що він володів великими знаннями і навичками практичної роботи.

Виконуючи як-то замовлення на деталі для машини півночі, він прийшов до думки, що її продуктивність і економічність можна підвищити, розділивши функції насоса і двигуна, тобто використавши в машині Північно ідею Папена. Для реалізації своїх ідей Ньюкомен у 1705 р. уклав угоду з промисловцем-склоробство Джоном Коулі, і незабаром машини Ньюкомена набули широкого поширення.

Спочатку ці машини будувалися тільки в Англії Ньюкоменом і Коулі, але згодом їх спорудою і удосконаленням зайнялися та інші.

В 1725 з'явилася книга німецького інженера Леупольда, в якій представлена машина Ньюкомена з подвійним числом циліндрів. Кожна така машина (див. рис.) містила два вертикальних робочих циліндра, і пар надходив під поршні цих циліндрів із загального котла через розподільний кран по черзі.

Тиск пара піднімало поршень, а після досягнення останнім найвищої точки в циліндр впорскується вода, пара конденсувався і поршень під дією атмосферного тиску опускався, здійснюючи робочий хід.

Насосні циліндри були встановлені паралельно робітникам, їх поршні з'єднувалися з поршнями робочих циліндрів через качалку-коромисло. Коли один з поршнів піднімався, інший опускався, і навпаки. Співвідношення плечей коромисла визначало співвідношення ходів поршнів. Як правило, ходи були рівні. Машини Ньюкомена були більш продуктивними і зручними, ніж машини Півночі.

Тим не менше отримати патент на свою машину Ньюкомен не зумів. Цьому перешкоджала формулювання патенту Півночі. Максимум, чого вдалося досягти, - це увійти в угоду з Північно про спільне використання винаходу і створити в 1711 р. «Компанію володарів правами на винахід установки для підйому води за допомогою вогню ».

Спочатку Ньюкомен охолоджував пар в циліндрі так само, як і Півночі (поливаючи циліндр зовні), а знайти більш зручний спосіб конденсації пара йому допоміг випадок. Технологія обробки металів в той час була на такому рівні, що завдання ущільнення поршня в циліндрі практично не вирішувалася.

І ось одного разу через недбалість над поршнем робочого циліндра виявився шар води, і вона, просочившись в циліндр по зазору між ним і поршнем, прискорила процес конденсації пари. Ньюкомен зауважив, що частота робочих циклів машини зросла, і, виявивши причину, негайно застосував охолодження вприскуванням води.

З машиною Ньюкомена пов'язана легенда про хлопчика Гемфрі Поттера, який винайшов автоматичне парораспределеніе. Оскільки відкривати кран для почергового подачі пари в робочі циліндри була справа нехитра, його доручали хлопчикові.

Але цілий день, не відволікаючись, відкривати крани дуже складно, особливо для дитини, якому хотілося грати з однолітками. І ось кмітливий хлопчик придумав можливість відлучатися від машини.

Він взяв дві мотузки, прив'язав їх до рукоятки крана, а інші кінці прив'язав до коромисло так, що, коли одне плече коромисла піднімалося, одна з мотузочок натягалася і відкривала кран, а коли це плече опускалося, мотузочок слабшала, але при цьому піднімається друге плече натягав другу мотузочок і кран закривався. Дуже дотепно і просто.

Але багато фахівців висловлюють сумнів у достовірності цієї історії, приводячи наступні міркування.

По-перше, потрібно було досить точно забезпечити натяг і провисання мотузок, а хлопчикові це було зробити непросто. По-друге, протилежні плечі коромисла переміщуються в протилежних напрямках, і для того, щоб відкривати і закривати кран натягом мотузок з одного робочого місця, потрібен був блок, і навряд чи в ті часи дитина мала - можливість його роздобути.

І нарешті, гойдається коромисло було на висоті близько 3 м над краном, і важко уявити, щоб можна було зробити збірку і налагодження пристосування без зупинки машини - господар відразу б це помітив.

Але завдяки своїй красі ця легенда широко відома, хоча офіційно автоматичне парораспределеніе винайшов англійський інженер Бейтон, і в 1718 р. йому виданий на це патент.

Машини Ньюкомена домінували кілька десятиліть і постійно вдосконалювалися. Вже говорилося, що в 1725 р. винахідник Леупольд запропонував збільшити число циліндрів.

Одночасно він пропонував ввести вал відбору потужності, що обертається за допомогою колеса, на яке ллють воду поршневі насоси, тобто майже через 20 років повторив пропозиція Папена.

Він ж опублікував книгу «Театр машин», де дав докладний опис машин Ньюкомена-Коулі. У 1772 р. Смітів побудував машину Ньюкомена з двома котлами, він ж ввів регулювання моменту впорскування води в циліндр, тобто регулювання числа подвійних ходів.

Авторитет Ньюкомена дуже великий. В Англії навіть існувало Ньюкоменовское суспільство, і це не дивно, тому що відділення двигуна від насоса являло собою важливий крок, що забезпечує можливість розширення діапазону використання теплових двигунів.

Але при всьому цьому двигун в машині Ньюкомена не був універсальним; передача від поршня двигуна до поршня насоса прив'язувала двигун до певного виду приводяться пристроїв.

розвивається промисловість такий двигун вже не задовольняв. Вона відчувала потребу в універсальному тепловому двигуні, тобто в двигуні, який би мав вал відбору потужності, придатний для приєднання до будь-якого споживача.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://subscribe.ru/archive/tech.dvigatel