Ångmotorernas historia

Innan uppfinningen av den bensindrivna motorn drivs mekanisk transport med ånga. I själva verket var konceptet med en ångmotor förut daterar moderna motorer av ett par tusen år som mathametician och ingenjör Heron of Alexandria, som bodde i Romerska Egypten under det första århundradet, var den första som beskrev en rudimentär version som han kallade Aeolipilen. 

Längs vägen ett antal ledande forskare som lekte med tanken att använda kraften som genereras genom att värma vatten för att driva en maskin av något slag. En av dem var ingen annan än Leonardo Da Vinci som utarbetade mönster för en ångdriven kanon som hette Architonnerre någon gång under 1400-talet. En grundläggande ångturbin specificerades också i papper skriven av den egyptiska astronomen, filosofen och ingenjören Taqi ad-Din 1551.   

Men de verkliga grunden för utvecklingen av en praktisk, fungerande motor kom inte förrän i mitten av 1600-talet. Det var under detta århundrade som flera uppfinnare kunde utveckla och testa vattenpumpar samt kolvsystem som skulle bana väg för den kommersiella ångmotorn. Från denna punkt möjliggjordes sedan den kommersiella ångmotorn genom ansträngningar från tre viktiga figurer.

Thomas Savery (1650-1715)

Thomas Savery var en engelsk militäringenjör och uppfinnare. 1698 patenterade han den första råa ångmotorn baserad på Denis Papins Digester eller tryckkokare 1679.

Savery hade arbetat med att lösa problemet med att pumpa vatten ur kolgruvor när han kom med en idé om en motor som drivs med ånga. Hans maskin bestod av ett slutet kärl fylld med vatten i vilket ånga under tryck infördes. Detta tvingade vattnet uppåt och ut ur gruvaxeln. En kallt vattenspridare användes sedan för att kondensera ångan. Detta skapade ett vakuum som sugade mer vatten ur gruvaxeln genom en bottenventil.

Thomas Savery arbetade senare med Thomas Newcomen på den atmosfäriska ångmotorn. Bland Saverys andra uppfinningar var en kilometerteller för fartyg, en anordning som uppmättde reststräckan.

För att lära sig mer om uppfinnaren Thomas Savery, kolla in hans biografi. Jag har också skrivit en beskrivning av Saverys råa ångmotor. 

Thomas Newcomen (1663-1729)

Thomas Newcomen var en engelsk smed som uppfann den atmosfäriska ångmotorn. Uppfinningen var en förbättring jämfört med Thomas Slaverys tidigare design.

Newcomen ångmotor använde kraften i atmosfärstrycket för att utföra arbetet. Denna process börjar med att motorn pumpar ånga in i en cylinder. Ångan kondenserades sedan av kallt vatten, vilket skapade ett vakuum på insidan av cylindern. Det resulterande atmosfärstrycket körde en kolv och skapade nedåtgående slag. Med Newcomens motor var begränsningen av trycket inte begränsad av ångtrycket, en avvikelse från vad Thomas Savery hade patenterat 1698.

1712 byggde Thomas Newcomen, tillsammans med John Calley, sin första motor ovanpå en vattenfylld gruvaxel och använde den för att pumpa vatten ur gruvan. Newcomen-motorn var föregångaren till Watt-motorn och den var en av de mest intressanta teknologierna som utvecklats under 1700-talet.

För att lära dig mer om Thomas Newcomen och hans ångmotor, kolla in denna biografi. Foton och ett diagram över Newcomens ångmotor finns på Niagara-högskolans professor Mark Celees webbplats.

James Watt (1736-1819)

Född i Greenock var James Watt en skotsk uppfinnare och mekanisk ingenjör som var känd för de förbättringar han gjorde på ångmotorn. När han arbetade för University of Glasgow 1765 fick Watt uppdraget att reparera en Newcomen-motor som ansågs vara ineffektiv men den bästa ångmotorn i sin tid. Det började uppfinnaren arbeta med flera förbättringar av Newcomens design.

Den mest anmärkningsvärda förbättringen var Watt's patent från 1769 för en separat kondensor ansluten till en cylinder med en ventil. Till skillnad från Newcomens motor hade Wattes design en kondensator som kunde vara sval medan cylindern var varm. Så småningom skulle Watt's motor bli den dominerande designen för alla moderna ångmotorer och hjälpte till att få den industriella revolutionen.

En maktenhet som heter Watt fick sitt namn efter James Watt. Watt-symbolen är W, och den är lika med 1/746 av en hästkraft, eller en volt gånger en amp.