Biografi om Thomas Newcomen, uppfinnare av ångmotorn

Thomas Newcomen (28 februari 1663 - 5 augusti 1729) var en smed från Dartmouth, England som monterade prototypen för den första moderna ångmotorn. Hans maskin, byggd 1712, var känd som "Atmospheric Steam Engine."

Snabbfakta: Thomas Newcomen

• Känd för: Uppfinnar av den atmosfäriska ångmotorn
• Född: 28 februari 1663 i Dartmouth, England
• Föräldrar: Elias Newcomen och hans första fru Sarah
• död: 5 augusti 1729 i London, England
• Utbildning: Tränad som järnhandlare (smed) i Exeter
• Make: Hannah Waymouth (m. 13 juli 1705)
• Barn: Thomas (d. 1767), Elias (d. 1765), Hannah

Före Thomas Newcomens tid var ångmotortekniken i sin barndom. Uppfinnare som Edward Somerset från Worcester, Newcomens granne Thomas Savery och den franska filosofen John Desaguliers undersökte alla tekniken innan Thomas Newcomen började sina experiment. Deras forskning inspirerade uppfinnarna som Newcomen och James Watt att uppfinna praktiska och användbara ångdrivna maskiner.

Tidigt liv

Thomas Newcomen föddes den 28 februari 1663, ett av sex barn till Elias Newcomen (d. 1702) och hans fru Sarah (d. 1666). Familjen var en solid medelklass: Elias var en fri innehavare, reder och köpman. Efter att Sarah dog, gifte Elias sig igen med Alice Trenhale den 6 januari 1668 och det var Alice som tog upp Thomas, hans två bröder och tre systrar.

Thomas tjänade troligtvis som lärling hos en järnhandlare i Exeter: även om det inte finns någon registrering av det, började han handla som smed i Dartmouth omkring 1685. Dokumentation visar att han köpte mängder järn upp till 10 ton från olika fabriker mellan 1694 och 1700, och han lagade Dartmouth Town Clock 1704. Newcomen hade en detaljhandeln vid den tiden och sålde verktyg, gångjärn, spikar och kedjor.

Den 13 juli 1705 gifte sig Newcomen med Hannah Waymouth, dotter till Peter Waymouth i Marlborough. De fick så småningom tre barn: Thomas, Elias och Hannah.

Partnerskap med John Calley

Thomas Newcomen fick hjälp i sin ångforskning av John Calley (c. 1663-1717), en man från Brixton, Devonshire. Båda är listade på patentet för Atmospheric Steam Engine. John Calley (ibland stavad Cawley) var en glazier - vissa källor säger att han var en rörmokare - som tjänade som lärling i Newcomens verkstäder och fortsatte att arbeta med honom efteråt. Tillsammans började de troligtvis arbeta med ångmotorn i slutet av 1600-talet, och 1707 expanderade Newcomen sina verksamheter genom att ta ut eller förnya nya hyresavtal på ett antal fastigheter i Dartmouth.

Varken Newcomen eller Calley var utbildade i maskinteknik, och de korresponderade med forskaren Robert Hooke och bad honom råda dem om deras planer på att bygga en ångmotor med en ångcylinder innehållande en kolv som liknar Denis Papins. Hooke rådde sig mot deras plan, men lyckligtvis höll den hårda och outbildade mekaniken fast vid sina planer: 1698 gjorde Newcomen och Calley en experimentell, mässcylinder med 7 tum diameter, förseglad med en läderflik runt kolvkanten. Syftet med de första ångmotorerna som de som Newcomen experimenterade med var att dränera vatten ur kolgruvor.

Thomas Savery

Nykomlingar betraktades som en excentrisk och en schemer av lokalbefolkningen, men han visste om ångmotorn uppfann av Thomas Savery (1650-1715). Newcomen besökte Saverys hem i Modbury, England, 25 mil från där Newcomen bodde. Savery anlitade Newcomen, en skicklig smed och järnhandlare, för att skapa en fungerande modell av sin motor. Newcomen fick göra en kopia av Savery-maskinen för sig själv, som han satt upp i sin egen trädgård, där han och Calley arbetade med att förbättra Savery-designen.

Även om motorn som Newcomen och Calley byggde inte var en total framgång, lyckades de få ett patent 1708. Det var för en motor som kombinerade en ångcylinder och kolv, ytkondensation, en separat panna och separata pumpar. Thomas Savery fick också namnet på patentet, som vid den tiden innehöll exklusiva rättigheter att använda ytkondensation.

Atmosfärisk ångmotor

Den atmosfäriska motorn, som först designades, använde en långsam kondensprocess genom att applicera kondensvatten på cylinderns utsida för att producera vakuumet, vilket i sin tur fick motorns slag att äga rum med mycket långa intervaller. Fler förbättringar gjordes, vilket enormt ökade kondensens snabbhet. Thomas Newcomens första motor producerade 6 eller 8 slag per minut, vilket han förbättrade till 10 eller 12 slag.

Newcomens motor passerade ånga genom hanen och upp i cylindern, som utjämnade atmosfärtrycket och gjorde det möjligt för den tunga pumpstången att falla, och genom att den större vikten verkade genom balken, för att höja kolven till rätt läge. Stången bar en motvikt vid behov. Hanen öppnade sig sedan, och en vattenstråle från behållaren kom in i cylindern, vilket gav ett vakuum genom kondensationen av ångan. Lufttrycket ovanför kolven tvingade den sedan ner, höjde igen pumpstängerna, och därmed arbetade motorn på obestämd tid.

Röret används för att hålla kolvens övre sida täckt med vatten för att förhindra luftläckage - en uppfinning av Thomas Newcomen. Två mätkranar och en säkerhetsventil byggdes in; det använda trycket var knappast större än atmosfärens, och själva ventilen var vanligtvis tillräcklig för att hålla röret nere. Kondensvattnet, tillsammans med kondensvattnet, flödade av genom det öppna röret.

Thomas Newcomen modifierade sin ångmotor så att den kunde driva pumparna som används i gruvdrift som tog bort vatten från gruvaxlarna. Han lade till en luftstråle, från vilken kolven var upphängd i ena änden och pumpstången i den andra.

Död

Thomas Newcomen dog den 5 augusti 1729 i London i en väns hus. Hans fru Hannah överlevde honom, hon flyttade till Marlborough och dog 1756. Hans son Thomas blev serge maker (tyg tillverkare) i Taunton, och hans son Elias blev en järnhandlare (men inte uppfinnare) som sin far.

Arv

Till en början sågs Thomas Newcomens ångmotor som en omväxling av tidigare idéer. Den jämfördes med en kolvmotor som drivs med krutt, designad (men aldrig byggd) av Christian Huyghens, med en substitution av ånga för gaserna som genererades av explosionen av krutt. En del av frågan varför Newcomens arbete inte erkändes kan ha varit att jämfört med dagens övriga uppfinnare var Newcomen en smed i medelklassen, och de mer utbildade och elit uppfinnarna kunde helt enkelt inte föreställa sig att en sådan person skulle vara kunna uppfinna något nytt.

Senare erkändes att Thomas Newcomen och John Calley hade förbättrat kondensmetoden i Savery-motorn. Den franska uppfinnaren och filosofen John Theophilus Desaguliers (1683-1744) skrev att Newcomens ångmotor kom till omfattande användning i alla gruvdistrikt, särskilt i Cornwall, och tillämpades också på dränering av våtmarker, vattenförsörjning till städer och fartygets framdrivning. Den första ångdrivna loken uppfanns under det första decenniet av 1800-talet, delvis baserat på Newcomens teknik.

källor

• Allen, J.S. "Nykomling, Thomas (1663-1729)." En biografisk ordbok för civilingenjörer i Storbritannien och 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. "Nykomling och hans vakuummotor." En kort historia av ångmotorn. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29-53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, uppfinnare av ångmotorn." Tekniska anvisningar 60.7: 9, 2001. 
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663-1729)." Dictionary of National Biography Volume 40 Myllar-Nicholls. Ed. Lee, Sidney. London: Smith, Elder & Co., 1894. 326-29.