stringtranslate.com

Томас Сэвери

Томас Савери ( / ˈ s v ər i / ; ок. 1650 – 15 мая 1715) был английским изобретателем и инженером. Он изобрёл первое коммерчески используемое паровое устройство, паровой насос [1], который часто называют «двигателем Савери». Паровой насос Савери был революционным методом откачки воды, который улучшил дренаж шахт и сделал широкое общественное водоснабжение осуществимым.

Карьера

Томас Сейвери родился в поместье Шилстоун , недалеко от Модбери , Девон. Он стал военным инженером, дослужившись до звания капитана к 1702 году, и проводил свободное время, проводя эксперименты по механике. В 1696 году он получил патент на машину для полировки стекла или мрамора и еще один для «гребли кораблей с большей легкостью и быстротой, чем до сих пор делал любой другой», который включал гребные колеса, приводимые в движение шпилем , и который был отклонен Адмиралтейством после отрицательного отчета инспектора флота Эдмунда Даммера . [ 2]

Сейвери также работал на Комиссаров по делам больных и раненых , заключая контракты на поставку лекарств для Военно-морской акционерной компании, которая была связана с Обществом аптекарей . Его обязанности от их имени привели его в Дартмут, Девон , где, вероятно, он и познакомился с Томасом Ньюкоменом .

Паровой насос

Пожарный насос, система Savery, 1698 г.

2 июля 1698 года Савери запатентовал паровой насос, «новое изобретение для подъема воды и приведения в движение всех видов мельниц посредством движущей силы огня, которое будет иметь большую пользу и преимущество для осушения шахт, снабжения городов водой и для работы всех видов мельниц, где у них нет ни воды, ни постоянного ветра». [3] Его называли «двигателем Савери» в соответствии с современным использованием слова «двигатель» для обозначения любого устройства или приспособления. Он продемонстрировал его Королевскому обществу 14 июня 1699 года. В патенте не было иллюстраций или даже описания, но в 1702 году Савери описал машину в своей книге « Друг шахтера; или Машина для подъема воды с помощью огня» , [4] в которой он утверждал, что она может откачивать воду из шахт .

Схема работы двигателя Savery. Двигатель всасывает воду при закрытых клапанах a и c и открытых клапанах b и d . Он выталкивает воду вверх при открытых клапанах a и c и закрытых клапанах b и d .

Насос Savery был беспоршневым насосом без каких-либо подвижных частей, кроме кранов. Он работал, сначала поднимая пар в котле; затем пар впускался в один из первых рабочих сосудов, позволяя ему выходить через сливную трубу в воду, которую нужно было поднять. Когда система была горячей и, следовательно, полной пара, кран между котлом и рабочим сосудом закрывался, и при необходимости внешняя часть сосуда охлаждалась. Это заставляло пар внутри конденсироваться, создавая частичный вакуум, и атмосферное давление толкало воду вверх по сливной трубе, пока сосуд не наполнялся. В этот момент кран под сосудом закрывался, а кран между ним и восходящей трубой открывался, и из котла впускалось больше пара. По мере того, как давление пара нарастало, оно заставляло воду из сосуда подниматься по восходящей трубе наверх шахты.

Паровоз Сейвери 1698 года

Однако у его насоса было четыре серьезных проблемы. Во-первых, каждый раз, когда вода попадала в рабочий сосуд, большая часть тепла тратилась на подогрев перекачиваемой воды. Во-вторых, на следующем этапе процесса требовался пар высокого давления для подъема воды, а паяные соединения насоса едва выдерживали пар высокого давления и нуждались в частом ремонте. В-третьих, хотя этот насос использовал положительное давление пара для выталкивания воды (без теоретического ограничения высоты, на которую вода могла быть поднята одним насосом высокого давления), практические и безопасные соображения означали, что на практике для очистки воды из глубокой шахты потребовалась бы серия насосов среднего давления от самого дна до поверхности. В-четвертых, вода выталкивалась в насос только атмосферным давлением (работая против «вакуума» конденсированного пара), поэтому насос должен был находиться не более чем на 30 футов (9,1 м) выше уровня воды, что требовало его установки, эксплуатации и обслуживания глубоко внизу в темных шахтах по всему периметру.

Закон о пожарных машинах

Первоначальный патент Саверея от июля 1698 года давал 14 лет защиты; в следующем году, 1699, был принят Акт парламента , который продлил его защиту еще на 21 год. Этот акт «Поощрял изобретение Томаса Саверея для подъема воды и касался всех видов мельничных работ» стал известен как «Закон о пожарных машинах». Очень широкий патент Саверея охватывал все насосы, которые поднимали воду с помощью огня. [5]

Архитектор Джеймс Смит из Уайтхилла приобрел права на использование насоса Савери в Шотландии. В 1699 году он заключил соглашение с изобретателем, а в 1701 году получил патент от парламента Шотландии , смоделированный по гранту Савери в Англии и рассчитанный на тот же период времени. Смит описал машину как «двигатель или изобретение для подъема воды и приведения в движение мельничного оборудования силой огня», и он утверждал, что модифицировал ее для перекачивания с глубины 14 саженей , или 84 фута. [3] [6]

В Англии патент Савери означал, что Томас Ньюкомен был вынужден вступить с ним в партнерство. К 1712 году между двумя мужчинами были достигнуты договоренности о разработке более совершенной конструкции парового двигателя Ньюкомена , которая продавалась под патентом Савери, добавляя водяные баки и насосные штанги, чтобы можно было получить доступ к более глубоким водным шахтам с помощью паровой энергии. [7] Двигатель Ньюкомена работал исключительно за счет атмосферного давления, тем самым избегая опасностей пара высокого давления, и использовал поршневую концепцию, изобретенную в 1690 году французом Дени Папеном, для создания первого парового двигателя, способного поднимать воду из глубоких шахт. [8]

Когда Папен вернулся в Лондон в 1707 году, Исаак Ньютон , новый президент Королевского общества после Роберта Бойля , друга Папена, попросил его поработать с Савеем, который проработал с Папеном пять лет, но так и не отдал должное французскому ученому и не принес ему никаких доходов.

После его смерти в 1715 году патент Саверея и Акт парламента были переданы компании « Владельцы изобретения для поднятия воды огнем» . [9] Эта компания выдавала лицензии другим лицам на строительство и эксплуатацию двигателей Ньюкомена, взимая до 420 фунтов стерлингов в год за патентные отчисления за строительство паровых двигателей. [10] В одном случае угольная шахта выплачивала владельцам 200 фунтов стерлингов в год и половину своей чистой прибыли «в обмен на их услуги по поддержанию работы двигателя». [11]

Закон о пожарных машинах действовал до 1733 года, через четыре года после смерти Ньюкомена. [12]

Применение парового насоса

В марте 1702 года газета объявила, что насосы Сейвери готовы к использованию и их можно увидеть по средам и субботам днем ​​в его работном доме в Солсбери-Корт, Лондон, напротив Старого театра.

Один из его насосов был установлен в York Buildings в Лондоне. Согласно более поздним описаниям, он производил пар «в восемь или десять раз сильнее обычного воздуха» (т. е. 8–10 атмосфер ), но разрушил стыки машины, заставив его паять стыки с помощью spelter . [13]

Еще один был построен для контроля водоснабжения в Хэмптон-Корте , а еще один в Кэмпден-Хаусе в Кенсингтоне проработал 18 лет. [14]

Несколько насосов Savery были опробованы в шахтах, безуспешная попытка была предпринята для очистки воды из бассейна под названием Broad Waters в Wednesbury (тогда в Стаффордшире ) и близлежащих угольных шахт. Это было покрыто внезапным извержением воды за несколько лет до этого. Однако насос не удалось «привести в действие». Количество поднятого пара было настолько велико, что «разнесло всю машину на куски». Паровой насос был отложен, и схема подъема воды была отклонена как невыполнимая. [15] [16] Это могло произойти около 1705 года. [16]

Другой насос был предложен в 1706 году Джорджем Спарроу в Ньюболде около Честерфилда , где землевладелец испытывал трудности с получением согласия своих соседей на то, чтобы слить его уголь. Из этого ничего не вышло, возможно, из-за взрыва насоса Broad Waters. [16] Также возможно, что паровой насос был опробован в Уил-Воре , медном руднике в Корнуолле. [17]

Сравнение с паровой машиной Ньюкомена

Паровой насос Savery был намного дешевле парового двигателя Newcomen, с насосом Savery мощностью от 2 до 4 лошадиных сил, который стоил от 150 до 200 фунтов стерлингов . [18] Он также был доступен в небольших размерах, вплоть до одной лошадиной силы. Паровые двигатели Newcomen были больше и намного дороже. Больший размер был обусловлен тем, что поршневые паровые двигатели стали очень неэффективными в небольших размерах, по крайней мере, до 1900 года, когда стали доступны поршневые двигатели мощностью 2 лошадиных силы. [19] Насосы типа Savery продолжали производиться вплоть до конца 18 века.

Вдохновение для дальнейшей работы

Несколько более поздних насосных систем могут быть основаны на насосе Савери. Например, двухкамерный пульсометрический паровой насос был его удачным развитием. [20]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Элизабет Х. Оукс, От А до Я ученых STS, Facts on File Inc - 2002, ISBN  978-0-8160-4606-5 archive.org, стр. 267
  2. ^ Фокс, Селина (2007). «Гениальный мистер Даммер: рационализация Королевского флота в Англии конца семнадцатого века» (PDF) . Журнал Электронной Британской библиотеки . стр. 25 . Получено 6 октября 2009 г. .
  3. ^ ab Jenkins, Rhys (1936). Ссылки в истории инженерии и технологий времен Тюдоров . Ayer Publishing. стр. 66. ISBN 0-8369-2167-4.
  4. Сэвери, Томас (1827). Друг шахтера: или Машина для подъёма воды с помощью огня. С. Крауч.
  5. ^ Элизабет Х. Оукс, От А до Я ученых STS, Facts on File Inc – 2002, ISBN 978-0-8160-4606-5 archive.org стр. 214–215, 267 
  6. Записи парламентов Шотландии до 1707 г. , под ред. К. М. Брауна и др. (Сент-Эндрюс, 2007–2013 гг.), дата обращения: 24 июня 2013 г.[1]
  7. ^ "Конденсат пара: важные вещи, которые нужно знать | Клапаны DFT". Клапаны DFT . 6 марта 2018 г. Получено 22 июня 2018 г.
  8. ^ LTC Rolt и JS Allen, Паровая машина Томаса Ньюкомена (Landmark Publishing, Эшборн, 1997).
  9. Дженкинс, стр. 78–79.
  10. ^ Олдройд, Дэвид (2007). Поместья, предприятия и инвестиции на заре промышленной революции . Ashgate Publishing Ltd. стр. 14. ISBN 978-0-7546-3455-3.
  11. ^ Ролл, Эрик (1968). Ранний эксперимент в промышленной организации . Routledge. стр. 27. ISBN 0-7146-1357-6.
  12. ^ Armytage, WHG (1976). Социальная история инженерии . Westview Press. стр. 86. ISBN 0-89158-508-7.
  13. ^ LTC Rolt и JS Allen, Паровая машина Томаса Ньюкомена (Landmark Publishing, Ashbourne 2007), стр. 27–28
  14. EI Carlyle, «Savery, Thomas (1650?–1715)», ред. Christopher F. Lindsey, Oxford Dictionary of National Biography , Oxford University Press, 2004, дата обращения 29 апреля 2006 г. URL
  15. Ричард Уилкс из Уилленхолла , цитируется в книге Стеббинга Шоу « История и древности Стаффордшира (1798–1801) II(1), 120
  16. ^ abc PW King. «Горное дело в Черной стране до промышленной революции». История горного дела: Бюллетень Общества истории горнодобывающей промышленности Пик-Дистрикт, 16(6), 42–43.
  17. ^ Эрл, Брайан (1994). Корнуоллское горное дело: методы добычи металлов на западе Англии, прошлое и настоящее (2-е изд.). Сент-Остелл: Cornish Hillside Publications. стр. 38. ISBN 0-9519419-3-3.
  18. ^ Ландес, Дэвид. С. (1969). Освобожденный Прометей: Технологические изменения и промышленное развитие в Западной Европе с 1750 года по настоящее время . Кембридж; Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. стр. 62, Примечание 2. ISBN 0-521-09418-6.
  19. ^ Хантер, Луис К.; Брайант, Линвуд (1991). История промышленной власти в Соединенных Штатах, 1730–1930, т. 3: Передача власти. Кембридж, Массачусетс, Лондон: MIT Press. стр. xxii. ISBN 0-262-08198-9.
  20. ^ "SPP Pumps". spppumps.com . Архивировано из оригинала 1 декабря 2006 года.

Дальнейшее чтение

Существует бесчисленное множество современных переизданий: Smiles, Sameul (сентябрь 2006 г.). Жизни Болтона и Уотта . Мичиган. ISBN 1-4255-6053-9. Смайлс, Самеул (январь 2006). Жизни Болтона и Уотта . Читать книги. ISBN 1-4067-9863-0. Смайлс, Сэмюэл (июнь 2007 г.). Жизни Болтона и Уотта . History Press Limited. ISBN 978-1-84588-371-3.
Перепечатано в Приложении B к: Savary, AW; Lydia A. Savary (1893). Генеалогическая и биографическая запись семей Savery и семьи Severy. Lippincott.

Внешние ссылки