Biografi om Thomas Newcomen, oppfinneren av dampmotoren
Dorling Kindersley / Getty Images
Thomas Newcomen (28. februar 1663–5. august 1729) var en smed fra Dartmouth, England som satte sammen prototypen til den første moderne dampmaskin . Maskinen hans, bygget i 1712, ble kjent som 'Atmosfærisk dampmotor.'
Raske fakta: Thomas Newcomen
- Allen, J.S. 'Newcomen, Thomas (1663–1729).' En biografisk ordbok over sivilingeniører i Storbritannia og Irland, bind 1: 1500–1830. Eds. Skempton, A.W. et al. London: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476–78.
- Dickinson, Henry Winram. 'Newcomen og hans vakuummotor.' En kort historie om dampmaskinen. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
- Karwatka, Dennis. 'Thomas Newcomen, oppfinner av dampmaskinen.' Tekniske anvisninger 60.7:9, 2001.
- Prosser, R.B. 'Thomas Newcomen (1663–1729).' Dictionary of National Biography bind 40 Myllar—Nicholls. Ed. Lee, Sidney. London: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.
Før Thomas Newcomens tid, dampmaskin teknologi y var i sin spede begynnelse. Oppfinnere som Edward Somerset fra Worcester, Newcomens nabo Thomas Savery og den franske filosofen John Desaguliers forsket alle på teknologien før Thomas Newcomen begynte sine eksperimenter. Forskningen deres inspirerte oppfinnere som Newcomen og James Watt til å finne opp praktiske og nyttige dampdrevne maskiner.
Tidlig liv
Thomas Newcomen ble født 28. februar 1663, et av seks barn av Elias Newcomen (d. 1702) og hans kone Sarah (d. 1666). Familien var solid middelklasse: Elias var selveier, skipsreder og kjøpmann. Etter at Sarah døde giftet Elias seg på nytt med Alice Trenhale den 6. januar 1668, og det var Alice som oppdro Thomas, hans to brødre og tre søstre.
Thomas tjente sannsynligvis som lærling hos en isenkræmmer i Exeter: selv om det ikke er noen oversikt over det, begynte han å handle som smed i Dartmouth ca. 1685. Dokumentære bevis viser at han kjøpte mengder jern på opptil 10 tonn fra forskjellige fabrikker mellom 1694 og 1700, og han reparerte Dartmouth Town Clock i 1704. Newcomen hadde en butikk på den tiden, som solgte verktøy, hengsler, spiker og kjeder.
Den 13. juli 1705 giftet Newcomen seg med Hannah Waymouth, datteren til Peter Waymouth fra Marlborough. De fikk til slutt tre barn: Thomas, Elias og Hannah.
Partnerskap med John Calley
Thomas Newcomen ble assistert i sin dampforskning av John Calley (ca. 1663–1717), en mann fra Brixton, Devonshire. Begge er oppført på patentet for Atmospheric Steam Engine. John Calley (noen ganger stavet Cawley) var en glassmester - noen kilder sier at han var en rørlegger - som tjente en læretid i Newcomens verksteder og fortsatte å jobbe med ham etterpå. Sammen begynte de sannsynligvis å jobbe med dampmaskinen på slutten av 1600-tallet, og i 1707 utvidet Newcomen virksomhetene sine, tok ut eller fornyet nye leiekontrakter på en rekke eiendommer i Dartmouth.
Verken Newcomen eller Calley var utdannet i maskinteknikk, og de korresponderte med vitenskapsmannRobert Hooke, og ber ham om å gi dem råd om planene deres om å bygge en dampmaskin med en dampsylinder som inneholder et stempel som ligner på Denis Papins. Hooke frarådet planen deres, men heldigvis holdt de sta og uutdannede mekanikerne fast ved planene sine: I 1698 laget Newcomen og Calley en eksperimentell, 7-tommers diameter messingsylinder, forseglet med en lærklaff rundt kanten av stempelet. Hensikten med de første dampmaskinene som de som Newcomen eksperimenterte med var å drenere vann ut av kullgruver.
Thomas Savery
Newcomen ble betraktet som en eksentriker og en planlegger av lokalbefolkningen, men han visste om dampmaskinen oppfunnet av Thomas Savery (1650–1715). Newcomen besøkte Saverys hjem i Modbury, England, 15 mil fra der Newcomen bodde. Savery hyret inn Newcomen, en dyktig smed og jernhandler, for å smi en fungerende modell av motoren hans. Newcomen fikk lov til å lage en kopi av Savery-maskinen for seg selv, som han satte opp i sin egen bakgård, hvor han og Calley jobbet med å forbedre Savery-designet.
Selv om motoren som Newcomen og Calley bygde ikke var en total suksess, var de i stand til å få patent i 1708. Det var for en motor som kombinerte en dampsylinder og stempel, overflatekondens, en separat kjele og separate pumper. Også navngitt på patentet var Thomas Savery, som på den tiden hadde eksklusive rettigheter til å bruke overflatekondens.
Den atmosfæriske dampmaskinen
Den atmosfæriske motoren, som først designet, brukte en langsom prosess med kondens ved å påføre kondensvann på utsiden av sylinderen, for å produsere vakuumet, som igjen førte til at slagene til motoren fant sted med svært lange intervaller. Flere forbedringer ble gjort, noe som økte hurtigheten til kondensering enormt. Thomas Newcomens første motor produserte 6 eller 8 slag i minuttet, som han forbedret til 10 eller 12 slag.
Newcomens motor ledet damp gjennom hanen og opp i sylinderen, noe som utjevnet trykket i atmosfæren, og lot den tunge pumpestangen falle, og, ved at den større vekten virket gjennom strålen, heve stempelet til riktig posisjon. Stangen bar motvekt om nødvendig. Hanen åpnet seg, og en vannstråle fra reservoaret kom inn i sylinderen, og produserte et vakuum ved kondensering av dampen. Trykket av luften over stempelet tvang det deretter ned, igjen hevet pumpestengene, og dermed arbeidet motoren på i det uendelige.
Røret brukes for å holde oversiden av stempelet dekket med vann, for å forhindre luftlekkasjer - en oppfinnelse av Thomas Newcomen. To målekraner og en sikkerhetsventil ble bygget inn; trykket som ble brukt var knapt større enn atmosfærens, og vekten av selve ventilen var vanligvis tilstrekkelig til å holde røret nede. Kondensvannet, sammen med kondensvannet, rant av gjennom det åpne røret.
Thomas Newcomen modifiserte dampmaskinen sin slik at den kunne drive pumpene som ble brukt i gruvedrift som fjernet vann fra gruvesjakter. Han la til en overliggende bjelke, hvorfra stempelet var opphengt i den ene enden og pumpestangen i den andre.
Død
Thomas Newcomen døde 5. august 1729 i London hos en venn. Hans kone Hannah overlevde ham, hun flyttet til Marlborough, og døde i 1756. Sønnen Thomas ble sergemaker (kledemaker) i Taunton, og sønnen Elias ble isenkræmmer (men ikke oppfinner) som sin far.
Arv
Til å begynne med ble Thomas Newcomens dampmaskin sett på som en gjenvinning av tidligere ideer. Den ble sammenlignet med en stempelmotor drevet av krutt, designet (men aldri bygget) av Christian Huyghens , med en erstatning av damp for gassene som genereres av eksplosjonen av krutt. En del av problemet hvorfor Newcomens arbeid ikke ble anerkjent kan ha vært at Newcomen, sammenlignet med datidens andre oppfinnere, var en middelklassesmed, og de mer utdannede og eliteoppfinnerne kunne rett og slett ikke forestille seg at en slik person ville være i stand til å finne på noe nytt.
Det ble senere anerkjent at Thomas Newcomen og John Calley hadde forbedret metoden for kondensering som ble brukt i Savery-motoren. Den franske oppfinneren og filosofen John Theophilus Desaguliers (1683–1744), skrev at Newcomens dampmaskin kom i utstrakt bruk i alle gruvedistriktene, spesielt i Cornwall, og ble også brukt på drenering av våtmarker, tilførsel av vann til byer, og skipsfremdrift. Den første dampdrevet lokomotiv ble oppfunnet i det første tiåret av 1800-tallet, delvis basert på Newcomens teknologi.