Thomas Newcomen

Delice Bette | Giugno 30, 2022

Riassunto

Thomas Newcomen (febbraio 1664 – 5 agosto 1729) è stato un inventore inglese che nel 1712 creò il motore atmosferico, il primo motore pratico a combustibile. Di mestiere faceva il ferramenta e di professione era un predicatore laico battista.

Nacque a Dartmouth, nel Devon, in Inghilterra, da una famiglia di mercanti e fu battezzato nella chiesa di San Salvatore il 28 febbraio 1664. A quei tempi le inondazioni nelle miniere di carbone e di stagno erano un grosso problema. Newcomen si impegnò subito nel tentativo di migliorare i metodi per pompare via l”acqua da queste miniere. La sua attività di ferramenta si specializzò nella progettazione, produzione e vendita di strumenti per l”industria mineraria.

Thomas Newcomen era un predicatore laico e un anziano insegnante nella chiesa battista locale. Dopo il 1710 divenne pastore di un gruppo locale di battisti. Suo padre aveva fatto parte del gruppo che aveva portato a Dartmouth il noto puritano John Flavel. In seguito, uno dei contatti commerciali di Newcomen a Londra, Edward Wallin, era un altro ministro battista che aveva legami con il noto dottor John Gill di Horsleydown, Southwark. Il legame di Newcomen con la chiesa battista di Bromsgrove favorì materialmente la diffusione della sua macchina a vapore, poiché gli ingegneri Jonathan Hornblower Sr. e suo figlio erano coinvolti nella stessa chiesa.

Il grande successo di Newcomen fu la sua macchina a vapore, sviluppata intorno al 1712; combinando le idee di Thomas Savery e Denis Papin, creò un motore a vapore per sollevare l”acqua da una miniera di stagno. È probabile che Newcomen conoscesse già Savery, i cui antenati erano mercanti del Devon meridionale. Savery aveva anche un incarico presso il Commissioners for Sick and Hurt Seamen, che lo portò a Dartmouth. Savery aveva ideato una “macchina del fuoco”, una sorta di sifone termico, in cui il vapore veniva immesso in un contenitore vuoto e poi condensato. Il vuoto così creato veniva utilizzato per aspirare l”acqua dal pozzo sul fondo della miniera. La “macchina del fuoco” non era molto efficace e non poteva funzionare oltre una profondità limitata di circa trenta piedi.

Newcomen sostituì il recipiente di raccolta (dove il vapore veniva condensato) con un cilindro contenente un pistone basato sul progetto di Papin. Invece di aspirare l”acqua, il vuoto attirava il pistone. Questo fu usato per far funzionare un motore a trave, in cui una grande trave di legno oscillava su un fulcro centrale. Dall”altra parte della trave c”era una catena collegata a una pompa alla base della miniera. Mentre il cilindro di vapore veniva riempito di vapore, per prepararlo al successivo colpo di potenza, l”acqua veniva aspirata nel cilindro della pompa ed espulsa in un tubo verso la superficie dal peso del macchinario. Newcomen e il suo socio John Calley costruirono il primo motore di successo di questo tipo presso la Conygree Coalworks, vicino a Dudley, nelle West Midlands. Una replica funzionante di questo motore può essere ammirata nel vicino Black Country Living Museum.

Della vita successiva di Newcomen si sa relativamente poco. Dopo il 1715 gli affari del motore furono condotti attraverso una società non registrata, la “Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire”. Il suo segretario e tesoriere era John Meres, impiegato della Society of Apothecaries di Londra. Questa società formò una società che aveva il monopolio della fornitura di medicinali alla Marina, creando uno stretto legame con Savery, di cui fu testimone del testamento. Il comitato dei proprietari comprendeva anche Edward Wallin, battista di origine svedese e pastore di una chiesa a Maze Pond, Southwark. Newcomen morì a casa di Wallin nel 1729 e fu sepolto nel campo di Bunhill Fields, alla periferia della City di Londra; il luogo esatto della sua tomba è sconosciuto.

Nel 1733 circa 125 motori Newcomen, che operavano sotto il brevetto di Savery (esteso per statuto in modo che non scadesse prima del 1733), erano stati installati da Newcomen e da altri nella maggior parte dei distretti minerari importanti della Gran Bretagna e del continente europeo: per drenare le miniere di carbone nel Black Country, nel Warwickshire e vicino a Newcastle upon Tyne; nelle miniere di stagno e di rame in Cornovaglia; e nelle miniere di piombo nel Flintshire e nel Derbyshire, tra gli altri luoghi.

Il motore Newcomen mantenne il suo posto senza cambiamenti sostanziali per circa 75 anni, diffondendosi gradualmente in altre aree del Regno Unito e dell”Europa continentale. All”inizio furono utilizzati cilindri in ottone, ma erano costosi e di dimensioni limitate. Le nuove tecniche di fusione del ferro sperimentate dalla Coalbrookdale Company negli anni 1720 permisero di utilizzare cilindri più grandi, fino a circa 1,8 m di diametro negli anni 1760. L”esperienza portò a migliorare la costruzione e a perfezionare il layout. I dettagli meccanici furono molto migliorati da John Smeaton, che costruì molti grandi motori di questo tipo all”inizio degli anni 1770; i suoi miglioramenti furono rapidamente adottati. Nel 1775 erano stati costruiti circa 600 motori Newcomen, anche se molti di questi si erano già usurati prima di allora, venendo abbandonati o sostituiti.

Il motore Newcomen non era affatto una macchina efficiente, anche se probabilmente era il più complicato che le tecniche ingegneristiche e dei materiali dell”inizio del XVIII secolo potessero sostenere. La condensazione del vapore perdeva molto calore per raffreddare il cilindro. Questo non aveva un”importanza eccessiva in una miniera, dove era disponibile carbone piccolo non vendibile (slack), ma aumentava significativamente i costi di estrazione dove il carbone non era facilmente disponibile, come in Cornovaglia. Il motore di Newcomen fu gradualmente sostituito dopo il 1775 nelle aree in cui il carbone era costoso (soprattutto in Cornovaglia) da un progetto migliorato, inventato da James Watt, in cui il vapore veniva condensato in un condensatore separato. Il motore a vapore di Watt, aiutato da migliori tecniche ingegneristiche, tra cui l”alesatrice di Wilkinson, era molto più efficiente dal punto di vista dei consumi, consentendo a Watt e al suo socio Matthew Boulton di incassare sostanziose royalties in base al carburante risparmiato.

Watt apportò successivamente altri miglioramenti, tra cui il motore a doppio effetto, in cui sia la corsa ascendente che quella discendente erano corse di potenza. Questi motori erano particolarmente adatti per azionare le fabbriche tessili e molti motori di Watt furono impiegati in queste industrie. All”inizio i tentativi di azionare i macchinari con i motori Newcomen ebbero un successo contrastante, poiché la singola corsa di potenza produceva un movimento a scatti, ma l”uso di volani e una migliore ingegneria superarono ampiamente questi problemi. Entro il 1800 erano stati costruiti centinaia di motori rotativi non Watt, soprattutto nelle colonie e nelle ferriere, dove il movimento irregolare non costituiva un problema, ma anche nelle fabbriche tessili. (vedi riferimento (2) sotto).

Nonostante i miglioramenti di Watt, i motori comuni (come erano conosciuti all”epoca) rimasero in uso per un tempo considerevole e, anche durante il periodo del brevetto di Watt (fino al 1800), vennero costruiti molti più motori Newcomen che motori Watt, in quanto più economici e meno complicati. Degli oltre 2.200 motori costruiti nel XVIII secolo, solo circa 450 erano motori di Watt. Elementi del progetto di Watt, in particolare il condensatore separato, furono incorporati in molti motori “pirata”. Anche dopo il 1800 si continuarono a costruire motori di tipo Newcomen, ai quali si aggiungevano abitualmente i condensatori. Venivano anche comunemente montati in un secondo momento sui motori Newcomen esistenti (il cosiddetto condensatore “pickle-pot”).

Esempi di motori Newcomen si trovano, tra l”altro, al Museo della Scienza di Londra e al Museo Ford di Dearborn, nel Michigan.

Nel 1964 la Newcomen Society di Londra ha fatto in modo che una locomotiva Newcomen di Hawkesbury Junction, nel Warwickshire, venisse trasferita a Dartmouth, dove è possibile vederla in funzione utilizzando un sistema idraulico al posto della caldaia a vapore. Secondo il dottor Cyril Boucher della Newcomen Society, questo Newcomen Memorial Engine risale al 1725 circa, con l”aggiunta di nuove valvole e altre parti in seguito.

Forse l”ultima locomotiva in stile Newcomen a essere utilizzata a livello commerciale – e l”ultima ancora rimasta nel suo sito originale – si trova presso l”Elsecar Heritage Centre, vicino a Barnsley, nel South Yorkshire. Il motore è stato riportato in condizioni operative tra il 2012 e il 2015 ed è stato inaugurato dal principe Edoardo, conte di Wessex, nel maggio 2016. Un”altra locomotiva Newcomen che può essere mostrata in funzione è la moderna replica del motore al Black Country Museum di Dudley, nelle West Midlands. Il Newcomen Memorial Engine di Dartmouth può essere visto in movimento, ma è azionato da un sistema idraulico.

Il 23 febbraio 2012 la Royal Mail ha emesso un francobollo con la macchina a vapore atmosferica di Newcomen nell”ambito della serie “Britons of Distinction”.

Fonti

1. Thomas Newcomen
2. Thomas Newcomen
3. ^ This is often given as 1663 – see Old Style and New Style dates
4. dito, chap. VIII
5. https://www.britannica.com/biography/Thomas-Newcomen
6. SNAC (angol nyelven). (Hozzáférés: 2017. október 9.)
7. Morris, Charles R. (1 de janeiro de 2012). The Dawn of Innovation: The First American Industrial Revolution (em inglês). [S.l.]: PublicAffairs. ISBN 1610390490
8. Rolt, Lionel Thomas Caswell. Thomas Newcomen. The Prehistory of the Steam Engine. (1 ed.). [S.l.]: Dawlish: David & Charles