Thomas Newcomen
gigatos | január 18, 2022
Összegzés
Thomas Newcomen (1664. február – 1729. augusztus 5.) angol feltaláló, aki 1712-ben megalkotta az atmoszférikus motort, az első gyakorlati üzemanyaggal működő motort. Szakmája szerint vaskereskedő volt, hivatása szerint pedig baptista világi prédikátor.
Az angliai Devonban, Dartmouthban született kereskedő családban, és 1664. február 28-án keresztelték meg a Szent Megváltó templomban. Abban az időben a szén- és ónbányák áradása komoly problémát jelentett. Newcomen hamarosan azzal foglalkozott, hogy megpróbálja tökéletesíteni a víz kiszivattyúzásának módját az ilyen bányákból. Vaskereskedése a bányaipari szerszámok tervezésére, gyártására és értékesítésére szakosodott.
Thomas Newcomen laikus prédikátor és tanító elder volt a helyi baptista gyülekezetben. 1710 után a baptisták helyi csoportjának lelkipásztora lett. Apja egyike volt annak a csoportnak, amely a jól ismert puritán John Flavelt Dartmouthba hozta. Később Newcomen egyik londoni üzleti kapcsolata, Edward Wallin szintén baptista lelkész volt, aki kapcsolatban állt a Southwarkban, Horsleydownban élő, jól ismert John Gill doktorral. Newcomen kapcsolata a bromsgrove-i baptista gyülekezettel anyagilag segítette gőzgépének elterjedését, mivel az idősebb Jonathan Hornblower mérnök és fia ugyanabban a gyülekezetben működött.
Newcomen nagy eredménye az 1712 körül kifejlesztett gőzgép volt; Thomas Savery és Denis Papin ötleteit ötvözve egy gőzgépet hozott létre, amelynek célja a víz kiemelése volt egy ónbányából. Valószínű, hogy Newcomen már ismerte Savery-t, akinek az ősei dél-devoni kereskedők voltak. Savery a beteg és sérült tengerészekért felelős biztosoknál is állást kapott, ami Dartmouthba vitte. Savery kifejlesztett egy „tűzgépet”, egyfajta termikus szifont, amelyben a gőz egy üres tartályba került, majd kondenzálódott. Az így keletkezett vákuumot arra használták, hogy a bánya alján lévő süllyedékből vizet szívjanak ki. A „tűzoltógép” nem volt túl hatékony, és nem tudott működni egy korlátozott, körülbelül harminc lábnyi mélységen túl.
Newcomen a fogadóedényt (ahol a gőz kondenzálódott) egy dugattyút tartalmazó hengerrel helyettesítette Papin tervei alapján. Ahelyett, hogy a vákuum vizet szívott volna be, a dugattyút húzta lefelé. Ezt egy gerendamotor működtetésére használták, amelyben egy nagy fagerenda egy központi forgásponton ringatózott. A gerenda másik oldalán egy lánc volt, amely az akna alján lévő szivattyúhoz volt csatlakoztatva. Miközben a gőzhenger újratöltődött gőzzel, felkészítve azt a következő lökésre, a víz a szivattyúhengerbe került, és a gép súlya által egy csövön keresztül a felszínre távozott. Newcomen és társa, John Calley az első ilyen típusú sikeres motort a nyugat-midlandsi Dudley közelében lévő Conygree széngyárban építette. E motor működő másolata a közeli Black Country Living Museumban látható.
Newcomen későbbi életéről viszonylag keveset tudunk. 1715 után a motorügyeket egy jogi személyiséggel nem rendelkező társaság, a „Tűzzel történő vízfelhajtás találmányának tulajdonosai” (Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire) vezette. A társaság titkára és pénztárosa John Meres, a londoni Patikai Társaság titkára volt. Ez a társaság olyan társaságot alapított, amely monopóliummal rendelkezett a haditengerészet gyógyszerellátására, szoros kapcsolatot teremtve Saveryvel, akinek végrendeletének tanúja volt. A tulajdonosok bizottságának tagja volt Edward Wallin is, aki svéd származású baptista volt, és a southwarki Maze Pond templom lelkésze. Newcomen 1729-ben halt meg Wallin házában, és a London City külvárosában lévő Bunhill Fields temetkezési helyen temették el: sírjának pontos helye ismeretlen.
1733-ra körülbelül 125 Newcomen-motort, amelyek Savery szabadalma alapján működtek (amelyet a törvény meghosszabbított, így az csak 1733-ban járt le), telepítettek Newcomen és mások Nagy-Britannia és az európai kontinens legtöbb fontos bányavidékén: többek között a Black Country-i, Warwickshire-i és Newcastle upon Tyne melletti szénbányák lecsapolásában, a cornwalli ón- és rézbányákban, valamint a flintshire-i és derbyshire-i ólombányákban.
A Newcomen-motor mintegy 75 éven át érdemi változás nélkül tartotta meg a helyét, és fokozatosan terjedt el az Egyesült Királyság és az európai kontinens egyre több területén. Eleinte sárgaréz hengereket használtak, de ezek drágák és korlátozott méretűek voltak. A Coalbrookdale Company által az 1720-as években bevezetett új vasöntési technikák lehetővé tették a nagyobb hengerek használatát, amelyek átmérője az 1760-as évekre elérte az 1,8 métert (6 láb). A tapasztalatok jobb konstrukcióhoz és az elrendezés kisebb finomításaihoz vezettek. A mechanikai részleteket John Smeaton sokat javította, aki az 1770-es évek elején számos ilyen típusú nagy motort épített; az ő fejlesztéseit gyorsan átvették. 1775-ig mintegy 600 Newcomen-motort építettek, bár ezek közül sok már korábban elhasználódott, és elhagyásra vagy lecserélésre került.
A Newcomen-motor korántsem volt hatékony gép, bár valószínűleg olyan bonyolult volt, amennyire a 18. század eleji mérnöki és anyagtechnika csak lehetővé tette. A gőz kondenzálásakor sok hő veszett el, mivel ez hűtötte a hengert. Ez nem számított indokolatlanul egy olyan bányában, ahol eladhatatlan kis szén (salak) állt rendelkezésre, de jelentősen megnövelte a bányászati költségeket ott, ahol a szén nem volt könnyen elérhető, mint például Cornwallban. Newcomen motorját 1775 után azokon a területeken, ahol a szén drága volt (különösen Cornwallban), fokozatosan felváltotta a James Watt által feltalált továbbfejlesztett konstrukció, amelyben a gőzt külön kondenzátorban sűrítették. A Watt-gőzgép, amelyet a jobb mérnöki technikák, többek között Wilkinson fúrógépének segítségével fejlesztettek ki, sokkal hatékonyabb üzemanyag-felhasználást tett lehetővé Watt és társa, Matthew Boulton számára, hogy a megtakarított üzemanyag alapján jelentős jogdíjat szedjenek.
Watt később további fejlesztéseket hajtott végre, többek között a kettős működésű motort, ahol mind a felfelé, mind a lefelé irányuló lökések erőteljes lökések voltak. Ezek különösen alkalmasak voltak a textilipari malmok meghajtására, és számos Watt-motort alkalmaztak ezekben az iparágakban. A Newcomen-motorok által a gépek meghajtására tett kísérletek eleinte vegyes sikerrel jártak, mivel az egyetlen lökethajtás rángatózó mozgást eredményezett, de a lendkerekek használata és a jobb mérnöki munka nagyrészt megoldotta ezeket a problémákat. 1800-ra már több száz nem Wattos forgómotor készült, különösen a bányákban és vasgyárakban, ahol a szabálytalan mozgás nem jelentett problémát, de a textilgyárakban is. (lásd az alábbi (2) hivatkozást).
Watt fejlesztései ellenére a Common Engines (ahogy akkoriban nevezték) még jó ideig használatban maradt, és még Watt szabadalmának időszaka alatt (1800-ig) is sokkal több Newcomen-motort építettek, mint Watt motorjait, mivel ezek olcsóbbak és kevésbé bonyolultak voltak. A 18. században épített több mint 2200 motorból csak körülbelül 450 volt Watt-motor. Watt konstrukciójának elemeit, különösen a különálló kondenzátort, számos „kalóz” motorba beépítették. Még 1800 után is folytatták a Newcomen-típusú motorok építését, és ezekhez rendszeresen kondenzátorokat építettek. A Newcomen-motorokba is gyakran utólag szerelték be őket (az úgynevezett „pickle-pot” kondenzátor).
Newcomen-motorokat láthatunk többek között a Science Museumban (London, Anglia) és a Ford Múzeumban (Dearborn, Michigan, USA).
1964-ben a londoni Newcomen Society of London elintézte, hogy a Warwickshire-i Hawkesbury Junctionben található Newcomen-motort Dartmouthba szállítsák, ahol a gőzkazán helyett hidraulikus berendezéssel működő mozdony látható. Dr. Cyril Boucher, a Newcomen Társaság munkatársa szerint ez a Newcomen-emlékmotor körülbelül 1725-ből származik, és később új szelepvezérléssel és más alkatrészekkel egészítették ki.
Talán az utolsó Newcomen-típusú mozdony, amelyet kereskedelmi célokra használtak – és az utolsó, amely még mindig az eredeti helyén áll – a dél-yorkshire-i Barnsley közelében található Elsecar Heritage Centre-ben található. A mozdonyt 2012 és 2015 között hozták újra működőképes állapotba, a felújított mozdonyt 2016 májusában Edward herceg, Wessex grófja mutatta be. Egy másik Newcomen-mozdony, amelyet működés közben is meg lehet mutatni, a Black Country Museumban (Dudley, West Midlands) található modern mozdony-másolat. A dartmouthi Newcomen-emlékmozdony mozgásban látható, de hidraulikával működik.
2012. február 23-án a Royal Mail a „Britons of Distinction” sorozat részeként bélyeget adott ki, amelyen Newcomen atmoszférikus gőzgépe látható.
Cikkforrások
