James Watt (Suomi)

Wattimoottori

Kun korjaat Newcomen-höyrykoneen mallia vuonna 1764, Watt oli vaikuttunut höyryhukastaan. Toukokuussa 1765 taistellessaan ongelman parantamiseksi hän yhtäkkiä päätyi ratkaisuun – erilliseen lauhduttimeen, hänen ensimmäiseen ja suurimpaan keksintöönsä. Watt oli ymmärtänyt, että piilevän lämmön menetys (aineen – esim. Kiinteän tai nestemäisen tilan muuttamiseen liittyvä lämpö) oli Newcomen-moottorin pahin vika ja että kondensoituminen on sen vuoksi suoritettava sylinteristä erillisessä kammiossa, mutta liitetty siihen. Pian sen jälkeen hän tapasi brittiläisen lääkärin, kemian ja keksijän, John Roebuckin, Carron Worksin perustajan, joka kehotti häntä tekemään moottorin. Hän aloitti yhteistyön hänen kanssaan vuonna 1768, kun hän oli tehnyt pienen testimoottorin Joseph Blackin lainojen avulla. Seuraavana vuonna Watt otti kuuluisan patentin ”Uusi keksitty menetelmä höyryn ja polttoaineiden kulutuksen vähentämiseksi palomoottoreissa”.

Sillä välin Wattista vuonna 1766 tuli maanmittaaja; seuraavien kahdeksan vuoden ajan hän oli jatkuvasti kiireinen merkitsemällä kanavien reittejä Skotlannissa, mikä esti häntä edistymästä höyrykoneella. Roebuckin konkurssin jälkeen vuonna 1772 englantilainen valmistaja ja insinööri Matthew Boulton, Birminghamin Soho Worksin valmistaja, otti osuuden Wattin patentista. Maanmittauksesta kyllästynyt ja Skotlannin kanssa Watt muutti Birminghamiin vuonna 1774.

Kun Wattin patenttia jatkettiin parlamentin säädöksellä, hän ja Boulton aloittivat vuonna 1775 kumppanuuden, joka kesti 25 vuotta. Boultonin taloudellinen tuki mahdollisti moottorin nopean etenemisen. Vuonna 1776 asennettiin kaksi moottoria – yksi veden pumppaamiseksi Staffordshiren collieryssä, toinen ilman puhaltamiseksi kuuluisan rautamestarin brittiläisen teollisuusmiehen John Wilkinsonin uuneihin. Tuona vuonna Watt meni naimisiin uudelleen; hänen toinen vaimonsa, Ann MacGregor, synnytti hänelle vielä kaksi lasta.

Seuraavien viiden vuoden aikana, vuoteen 1781 asti, Watt vietti pitkiä aikoja Cornwallissa, missä hän asensi ja valvoi lukuisia kupari- ja tinakaivosten pumppausmoottoreita. , jonka johtajat halusivat vähentää polttoainekustannuksia. Watt, joka ei ollut liikemies, joutui kestämään innokkaita neuvotteluja saadakseen riittävät rojaltit uusille moottoreille. Vuoteen 1780 mennessä hän meni hyvin taloudellisesti, vaikka Boultonilla oli edelleen vaikeuksia pääoman keräämisessä. Seuraavana vuonna Boulton ennakoi maissin, mallas- ja puuvillatehtaiden uusia markkinoita ja kehotti Wattia keksimään pyöröliikkeen höyrykoneelle korvaamaan alkuperäisen edestakaisen toiminnan. Hän teki sen vuonna 1781 ns. Aurinko- ja planeettavaihteella, jonka avulla akseli tuotti kaksi kierrosta kutakin moottorin jaksoa kohden. Vuonna 1782, kekseliään voimiensa huipulla, hän patentoi kaksitoimisen moottorin, jossa mäntä työntyi ja veti. Moottori vaati uutta menetelmää männän kiinteään liittämiseen palkkiin. Hän ratkaisi tämän ongelman vuonna 1784 keksimällä rinnakkaisliikkeen – yhdistettyjen tankojen järjestelyn, joka ohjasi männänvartta kohtisuorassa liikkeessä – jota hän kuvaili ”yhdeksi nerokkaimmaksi, yksinkertaisimmaksi mekanismiksi, jonka olen keksinyt”. Neljä vuotta myöhemmin Boultonin ehdotuksesta keskipakosäätimen soveltaminen moottorin nopeuden automaattiseen säätämiseen ja vuonna 1790 keksintö painemittarista saattoi Watt-moottorin käytännössä valmiiksi.