James Watt (Polski)

Silnik Watta

Podczas naprawy modelowego silnika parowego Newcomen w 1764 roku Watt był pod wrażeniem marnowania pary. W maju 1765 roku, po zmaganiu się z problemem jego ulepszenia, nagle znalazł rozwiązanie – oddzielny kondensator, jego pierwszy i największy wynalazek. Watt zdał sobie sprawę, że utrata ciepła utajonego (ciepła związanego ze zmianą stanu substancji – np. Ciała stałego lub cieczy) była najgorszą wadą silnika Newcomen i dlatego kondensacja musi odbywać się w komorze innej niż cylinder, ale podłączony do niego. Wkrótce potem spotkał brytyjskiego lekarza, chemika i wynalazcę Johna Roebucka, założyciela Carron Works, który namówił go do skonstruowania silnika. Zawarł z nim spółkę w 1768 r., Po wykonaniu małego testowego silnika dzięki pożyczkom od Josepha Blacka. W następnym roku Watt uzyskał słynny patent „Nowa wynaleziona metoda zmniejszania zużycia pary i paliwa w silnikach strażackich”.

Tymczasem Watt w 1766 roku został geodetą; Przez następne osiem lat był nieustannie zajęty wytyczaniem tras dla kanałów w Szkocji, co uniemożliwiło mu dalsze postępy w pracy z maszyną parową. Po bankructwie Roebucka w 1772 r. Angielski producent i inżynier Matthew Boulton, producent Soho Works w Birmingham, przejął udział w patencie Watta. Znudzony pomiarami geodezyjnymi i Szkocją, Watt wyemigrował do Birmingham w 1774 roku.

Po przedłużeniu patentu Watta aktem Parlamentu, on i Boulton w 1775 roku rozpoczęli 25-letnią współpracę. Wsparcie finansowe Boultona umożliwiło szybki postęp w pracy nad silnikiem. W 1776 r. Zainstalowano dwa silniki – jeden do pompowania wody w kopalni Staffordshire, drugi do nadmuchiwania powietrza do pieców brytyjskiego przemysłowca Johna Wilkinsona, słynnego mistrza żelaza. W tym samym roku Watt ponownie ożenił się; jego druga żona, Ann MacGregor, urodziła mu jeszcze dwoje dzieci.

W ciągu następnych pięciu lat, aż do 1781 roku, Watt spędził długie okresy w Kornwalii, gdzie zainstalował i nadzorował liczne silniki pompowe w kopalniach miedzi i cyny której zarządcy chcieli obniżyć koszty paliwa. Watt, który nie był biznesmenem, był zobowiązany do zaciekłego targowania się, aby uzyskać odpowiednie tantiemy za nowe silniki. W 1780 r. Radził sobie dobrze finansowo, chociaż Boulton nadal miał problemy ze zdobyciem kapitału. W następnym roku Boulton, przewidując nowy rynek w fabrykach kukurydzy, słodu i bawełny, namówił Watta do wynalezienia ruchu obrotowego dla silnika parowego, aby zastąpić działanie posuwisto-zwrotne oryginału. Dokonał tego w 1781 roku za pomocą tak zwanej przekładni słoneczno-planetarnej, za pomocą której wał wytwarzał dwa obroty na każdy cykl silnika. W 1782 roku, u szczytu swoich zdolności wynalazczych, opatentował silnik dwustronnego działania, w którym tłok zarówno pchał, jak i ciągnął. Silnik wymagał nowej metody sztywnego łączenia tłoka z belką. Rozwiązał ten problem w 1784 r. Wynalazkiem ruchu równoległego – układu połączonych prętów, które prowadziły tłoczysko w ruchu prostopadłym – który opisał jako „jeden z najbardziej pomysłowych, prostych mechanizmów, jakie stworzyłem”. Cztery lata później jego zastosowanie regulatora odśrodkowego do automatycznego sterowania prędkością silnika, zgodnie z sugestią Boultona, oraz w 1790 roku jego wynalazek manometru, praktycznie ukończył silnik Watta.