De geschiedenis van stoommotoren

Vóór de uitvinding van de benzinemotor werd mechanisch transport gevoed door stoom. Het concept van een stoommachine dateert van een paar duizend jaar voordat moderne motoren als wiskundige en ingenieur Heron van Alexandrië, die in de eerste eeuw in Romeins Egypte woonde, de eerste was die een rudimentaire versie beschreef die hij de Aeolipile noemde. 

Onderweg heeft een aantal vooraanstaande wetenschappers gespeeld met het idee om de kracht die wordt opgewekt door het verwarmen van water te gebruiken om een ​​soort machine van stroom te voorzien. Een van hen was niemand minder dan Leonardo Da Vinci, die ergens in de 15e eeuw ontwerpen maakte voor een stoomkanon genaamd de Architonnerre. Een eenvoudige stoomturbine werd ook gedetailleerd beschreven in papieren geschreven door de Egyptische astronoom, filosoof en ingenieur Taqi ad-Din in 1551.   

Het echte grondwerk voor de ontwikkeling van een praktische, werkende motor kwam echter pas in het midden van de jaren 1600 tot stand. Het was in deze eeuw dat verschillende uitvinders waterpompen en zuigersystemen konden ontwikkelen en testen die de weg zouden effenen voor de commerciële stoommachine. Vanaf dat moment werd de commerciële stoommachine vervolgens mogelijk gemaakt door de inspanningen van drie belangrijke figuren.

Thomas Savery (1650-1715)

Thomas Savery was een Engelse militaire ingenieur en uitvinder. In 1698 patenteerde hij de eerste ruwe stoommachine op basis van Denis Papin's Digester of snelkookpan van 1679.

Savery was bezig geweest met het oplossen van het probleem van het pompen van water uit kolenmijnen toen hij op het idee kwam voor een motor aangedreven door stoom. Zijn machine bestond uit een gesloten vat gevuld met water waarin stoom onder druk werd geïntroduceerd. Dit duwde het water omhoog en uit de mijnschacht. Een koud watersproeier werd vervolgens gebruikt om de stoom te condenseren. Hierdoor ontstond een vacuüm dat meer water via een bodemklep uit de mijnschacht zoog.

Thomas Savery werkte later met Thomas Newcomen aan de atmosferische stoommachine. Een van de andere uitvindingen van Savery was een kilometerteller voor schepen, een apparaat dat de afgelegde afstand meet.

Bekijk zijn biografie voor meer informatie over de uitvinder van Thomas Savery. Ik heb ook een beschrijving geschreven van de ruwe stoommachine van Savery. 

Thomas Newcomen (1663-1729)

Thomas Newcomen was een Engelse smid die de atmosferische stoommachine uitvond. De uitvinding was een verbetering ten opzichte van het vorige ontwerp van Thomas Slavery.

De Newcomen-stoommachine gebruikte de kracht van atmosferische druk om het werk te doen. Dit proces begint met de motor die stoom in een cilinder pompt. De stoom werd vervolgens gecondenseerd door koud water, waardoor een vacuüm aan de binnenkant van de cilinder ontstond. De resulterende atmosferische druk bediende een zuiger en veroorzaakte neerwaartse slagen. Met de motor van Newcomen werd de drukintensiteit niet beperkt door de druk van de stoom, een afwijking van wat Thomas Savery in 1698 had gepatenteerd.

In 1712 bouwde Thomas Newcomen samen met John Calley hun eerste motor op een met water gevulde mijnschacht en gebruikte deze om water uit de mijn te pompen. De Newcomen-motor was de voorloper van de Watt-motor en het was een van de meest interessante stukjes technologie die in de jaren 1700 werd ontwikkeld.

Bekijk deze biografie voor meer informatie over Thomas Newcomen en zijn stoommachine. Foto's en een diagram van de stoommachine van Newcomen zijn te vinden op de website van professor Mark Csele van het Niagara-college.

James Watt (1736-1819)

James Watt, geboren in Greenock, was een Schotse uitvinder en werktuigbouwkundig ingenieur die bekend stond om de verbeteringen die hij aanbracht in de stoommachine. Toen hij in 1765 voor de Universiteit van Glasgow werkte, kreeg Watt de opdracht om een ​​Newcomen-motor te repareren die inefficiënt werd geacht, maar de beste stoommachine van zijn tijd was. Dat begon de uitvinder aan verschillende verbeteringen in het ontwerp van Newcomen.

De meest opvallende verbetering was het 1769-patent van Watt voor een afzonderlijke condensor die via een klep met een cilinder was verbonden. In tegenstelling tot de motor van Newcomen had Watts ontwerp een condensor die koel kon zijn terwijl de cilinder heet was. Uiteindelijk zou de motor van Watt het dominante ontwerp voor alle moderne stoommachines worden en bijdragen aan de industriële revolutie.

Een eenheid van vermogen genaamd de Watt is vernoemd naar James Watt. het Watt-symbool is W en het is gelijk aan 1/746 pk, of één volt maal één ampère.