Biografie van Thomas Newcomen, uitvinder van de stoommachine

Thomas Newcomen (28 februari 1663 - 5 augustus 1729) was een smid uit Dartmouth, Engeland, die het prototype voor de eerste moderne stoommachine assembleerde. Zijn machine, gebouwd in 1712, stond bekend als de "Atmospheric Steam Engine".

Snelle feiten: Thomas Newcomen

• Bekend om: Uitvinder van de atmosferische stoommachine
• Geboren: 28 februari 1663 in Dartmouth, Engeland
• Ouders: Elias Newcomen en zijn eerste vrouw Sarah
• Ging dood: 5 augustus 1729 in Londen, Engeland
• Onderwijs: Opgeleid als een ijzerhandelaar (smid) in Exeter
• Echtgenoot: Hannah Waymouth (m. 13 juli 1705)
• Kinderen: Thomas (d. 1767), Elias (d. 1765), Hannah

Vóór de tijd van Thomas Newcomen stond de stoommachine-technologie nog in de kinderschoenen. Uitvinders zoals Edward Somerset uit Worcester, Newcomen's buurman Thomas Savery en de Franse filosoof John Desaguliers deden allemaal onderzoek naar de technologie voordat Thomas Newcomen aan zijn experimenten begon. Hun onderzoek inspireerde uitvinders zoals Newcomen en James Watt om praktische en nuttige stoommachines te bedenken.

Vroege leven

Thomas Newcomen werd geboren op 28 februari 1663, een van de zes kinderen van Elias Newcomen (d. 1702) en zijn vrouw Sarah (d. 1666). De familie was solide middenklasse: Elias was een freeholder, reder en koopman. Nadat Sarah stierf, hertrouwde Elias op 6 januari 1668 met Alice Trenhale, en het was Alice die Thomas, zijn twee broers en drie zussen grootbracht.

Thomas diende waarschijnlijk als leerling bij een ijzerhandelaar in Exeter: hoewel er geen verslag van is, begon hij rond 1685 als smid in Dartmouth te handelen. Documentair bewijs laat hem hoeveelheden ijzer kopen tot 10 ton van verschillende fabrieken tussen 1694 en 1700, en hij herstelde de Dartmouth Town Clock in 1704. Newcomen had destijds een winkel, die gereedschap, scharnieren, nagels en kettingen verkocht.

Op 13 juli 1705 trouwde Newcomen met Hannah Waymouth, de dochter van Peter Waymouth uit Marlborough. Ze kregen uiteindelijk drie kinderen: Thomas, Elias en Hannah.

Partnerschap met John Calley

Thomas Newcomen werd bij zijn stoomonderzoek bijgestaan ​​door John Calley (ca. 1663-1717), een man uit Brixton, Devonshire. Beide zijn vermeld op het patent voor de Atmospheric Steam Engine. John Calley (soms gespeld als Cawley) was een glazenmaker - volgens sommige bronnen was hij loodgieter - die stage liep in de workshops van Newcomen en daarna met hem bleef samenwerken. Samen begonnen ze waarschijnlijk aan de stoommachine te werken in de late 17e eeuw, en tegen 1707 breidde Newcomen zijn bedrijven uit, door nieuwe huurcontracten af ​​te sluiten of te vernieuwen voor een aantal panden in Dartmouth.

Noch Newcomen noch Calley zijn opgeleid in werktuigbouwkunde en ze correspondeerden met wetenschapper Robert Hooke, die hem vroeg om hen te adviseren over hun plannen om een ​​stoommachine te bouwen met een stoomcilinder met een zuiger vergelijkbaar met die van Denis Papin. Hooke raadde hun plan af, maar gelukkig hielden de hardnekkige en ongeschoolde monteurs vast aan hun plannen: in 1698 maakten Newcomen en Calley een experimentele koperen cilinder met een diameter van 7 inch, verzegeld met een leren klep rond de rand van de zuiger. Het doel van de eerste stoommachines zoals waarmee Newcomen had geëxperimenteerd, was om water uit kolenmijnen af ​​te tappen.

Thomas Savery

Newcomen werd door de lokale bevolking als excentriek en schemer beschouwd, maar hij wist wel van de stoommachine die werd uitgevonden door Thomas Savery (1650-1715). Newcomen bezocht het huis van Savery in Modbury, Engeland, 24 km van waar Newcomen woonde. Savery huurde Newcomen, een ervaren smid en ijzerhandelaar, in om een ​​werkend model van zijn motor te smeden. Newcomen mocht een kopie maken van de Savery-machine voor zichzelf, die hij in zijn eigen achtertuin installeerde, waar hij en Calley werkten aan het verbeteren van het Savery-ontwerp.

Hoewel de motor die Newcomen en Calley bouwden geen volledig succes was, konden ze in 1708 een patent verkrijgen. Dat was voor een motor die een stoomcilinder en zuiger combineert, oppervlaktecondensatie, een afzonderlijke boiler en afzonderlijke pompen. Ook genoemd op het patent was Thomas Savery, die op dat moment de exclusieve rechten had om oppervlaktecondensatie te gebruiken.

De atmosferische stoommachine

De atmosferische motor, zoals eerst ontworpen, gebruikte een langzaam condensatieproces door condensatiewater op de buitenkant van de cilinder aan te brengen om het vacuüm te produceren, wat op zijn beurt de slagen van de motor met zeer lange intervallen veroorzaakte. Er werden meer verbeteringen aangebracht die de condensatiesnelheid enorm verhoogden. De eerste motor van Thomas Newcomen produceerde 6 of 8 slagen per minuut, die hij verbeterde tot 10 of 12 slagen.

De motor van Newcomen passeerde stoom door de kraan en omhoog in de cilinder, die de druk van de atmosfeer in evenwicht bracht, en liet de zware pompstang vallen en, door het grotere gewicht dat door de balk werkte, de zuiger in de juiste positie brengen. De stang droeg indien nodig een tegengewicht. De kraan ging toen open en een waterstraal uit het reservoir kwam de cilinder binnen en produceerde een vacuüm door de condensatie van de stoom. De druk van de lucht boven de zuiger duwde deze vervolgens naar beneden, waardoor de pompstangen weer omhoog gingen, en dus werkte de motor voor onbepaalde tijd.

De pijp wordt gebruikt om de bovenkant van de zuiger bedekt te houden met water, om luchtlekken te voorkomen - een uitvinding van Thomas Newcomen. Twee peilkranen en een veiligheidsklep werden ingebouwd; de gebruikte druk was nauwelijks groter dan die van de atmosfeer en het gewicht van de klep zelf was gewoonlijk voldoende om de buis laag te houden. Het condenswater stroomde samen met het condenswater door de open leiding.

Thomas Newcomen heeft zijn stoommachine aangepast zodat deze de pompen kan aandrijven die worden gebruikt in mijnbouwactiviteiten die water uit mijnschachten verwijderden. Hij voegde een bovenbalk toe, waaraan de zuiger aan het ene uiteinde en de pompstang aan het andere was opgehangen.

Dood

Thomas Newcomen stierf op 5 augustus 1729 in Londen in het huis van een vriend. Zijn vrouw Hannah overleefde hem, zij verhuisde naar Marlborough en stierf in 1756. Zijn zoon Thomas werd serge maker (stoffenmaker) in Taunton, en zijn zoon Elias werd een ijzerhandelaar (maar geen uitvinder) zoals zijn vader..

nalatenschap

Aanvankelijk werd de stoommachine van Thomas Newcomen gezien als een herhaling van eerdere ideeën. Het werd vergeleken met een zuigermotor aangedreven door buskruit, ontworpen (maar nooit gebouwd) door Christian Huyghens, met een vervanging van stoom voor de gassen die werden gegenereerd door de explosie van buskruit. Een deel van de vraag waarom Newcomen's werk niet werd herkend, zou kunnen zijn dat Newcomen, in vergelijking met de andere uitvinders van die tijd, een smid uit de middenklasse was, en de meer opgeleide en elite uitvinders konden zich eenvoudigweg niet voorstellen dat zo iemand in staat om iets nieuws uit te vinden.

Later werd erkend dat Thomas Newcomen en John Calley de condensatiemethode in de Savery-motor hadden verbeterd. De Franse uitvinder en filosoof John Theophilus Desaguliers (1683-1744) schreef dat de stoommachine van Newcomen veelvuldig werd gebruikt in alle mijndistricten, met name in Cornwall, en ook werd toegepast op de afvoer van wetlands, de watervoorziening naar steden en voortstuwing van schepen. De eerste stoomlocomotief werd uitgevonden in het eerste decennium van de 19e eeuw, gedeeltelijk gebaseerd op de technologie van Newcomen.

bronnen

• Allen, J.S. "Newcomen, Thomas (1663-1729)." Een biografisch woordenboek van civiele ingenieurs in Groot-Brittannië en Ierland, deel 1: 1500-1830. Eds. Skempton, A.W. et al. Londen: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476-78.
• Dickinson, Henry Winram. "Newcomen en zijn vacuümmotor." Een korte geschiedenis van de stoommachine. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29-53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, uitvinder van de stoommachine." Technische aanwijzingen 60.7: 9, 2001. 
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663-1729)." Dictionary of National Biography Volume 40 Myllar-Nicholls. Ed. Lee, Sidney. Londen: Smith, Elder & Co., 1894. 326-29.