Джеймс Уатт і двигун, що забезпечує енергією сучасне життя
Джеймс Уатт не просто винайшов паровий двигун. Він його вдосконалив.
Народився в Грінлоку, Шотландія, в 1736, Уатт значною мірою був самоучкою. Він розпочав свою кар’єру як майстер із виготовлення інструментів. Пізніше він працював над каналом Форт та Клайд. Він знав, як улаштовані механізми, і знав, як вони ламаються.
Томас Ньюкомен створив перший практично застосовний паровий двигун кількома десятиліттями раніше. Він відкачував воду із шахт. Він був громіздким. Він витрачав багато палива. Він був неефективним.
Уатт побачив проблему. Двигун остигав щоразу при скиданні тиску. Енергія губилася як тепла. Він придумав, як це запобігти.
Окремий конденсатор, що змінив все
У 1769 році Уатт запатентував “окремий конденсатор”.
Це стало проривом. Замість охолодження всього циліндра він охолоджував окрему камеру. Основний циліндр залишався гарячим. Пара конденсувалася в іншому місці. Ця невелика зміна різко підвищила ефективність.
Він не будував їх поодинці. Метью Болтон забезпечив фінансування та виробничі площі. Разом вони розпочали випуск нового двигуна у 1775 році.
Болтон та Уатт стали партнерами. Бізнес рос. Зростання попиту на ефективну енергію задовольнявся.
Від поштовху до тяги: Революція обертання
Початкові двигуни рухалися лише вгору та вниз. Це був поступальний рух. Більшість машин вимагали обертання.
У 1781 році Уатт додав обертальний рух. Він використав планетарну передачу «сонце-планета», щоб перетворити зворотно-поступальну дію у обертання. Тепер двигун міг приводити у дію фабричні механізми. Він міг обертати колеса. Він міг замінити коней.
Але в нього все ще були обмеження.
Двигун подвійної дії та промисловий масштаб
До 1782 Уатт представив паровий двигун подвійної дії.
Раніше пара штовхала поршень в один бік. Тепер він штовхав і тягнув. Потужність подвоїлася. Ефективність знову покращала.
Це зажадало нового способу з’єднання поршня з коромислом. Шток мав рухатися прямою лінією. Він не мав хитатися.
Уатт вирішив це завдання 1784 року. Він розробив систему зв’язаних стрижнів. Шток поршня прямував перпендикулярно. Механіка була твердою. Двигун був стійким.
Управління, безпека та спадщина
Двигун, що вийшов з-під контролю, небезпечний. Уатт дбав про управління.
У 1788 році він застосував відцентровий регулятор. Цей пристрій автоматично регулював швидкість двигуна. Воно реагувало зміни навантаження. Якщо двигун обертався надто швидко, регулятор уповільнював його. Якщо він уповільнювався, регулятор прискорював його. Автоматичне керування. На десятиліття випередило свій час.
Він також винайшов манометр у 1790 році. Безпека мала значення. Моніторинг тиску мав значення.
Ці доповнення практично завершили створення двигуна Уатта.
Чому це важливо сьогодні
Двигун Уатта мав колосальні наслідки. Він забезпечив енергією індустріальну революцію. Фабрики більше не потребували розташування поруч із річками. Вони могли бути де завгодно. Виробництво виросло на порядки. Міста росли.
Уатт ввів поняття “кінська сила”, щоб рекламувати свої двигуни. Йому потрібен був спосіб, щоб фермери та виробники могли зрозуміти, скільки потужності вони купують.
Він помер у 1819 році в Хітфілд-Холл, недалеко від Бірмінгема.
Але його ім’я лишилося.
Ватт – це одиниця потужності.
