James Watt heeft niet alleen de stoommachine uitgevonden. Hij repareerde het.
Watt, geboren in Greenock, Schotland, in 1736, was grotendeels autodidact. Hij begon als instrumentmaker. Later werkte hij aan het Forth and Clyde Canal. Hij wist hoe dingen werkten. Hij wist hoe ze kapot gingen.
Thomas Newcomen had decennia eerder de eerste praktische stoommachine gebouwd. Het pompte water uit mijnen. Het was onhandig. Het verspilde brandstof. Het was inefficiënt.
Watt zag het probleem. Elke keer dat de motor werd gereset, koelde de motor af. Energie ging verloren als warmte. Hij heeft bedacht hoe hij dat kan stoppen.
De aparte condensor die alles veranderde
In 1769 patenteerde Watt een afzonderlijke condensor.
Dit was de doorbraak. In plaats van de hele cilinder te koelen, koelde hij een aparte kamer. De hoofdcilinder bleef heet. De stoom condenseerde elders. Deze kleine verandering verhoogde de efficiëntie drastisch.
Hij heeft ze niet alleen gebouwd. Matthew Boulton zorgde voor het geld en de fabrieksruimte. Samen begonnen ze in 1775 met de productie van de nieuwe motor.
Boulton en Watt werden partners. Het bedrijf groeide. De vraag naar efficiënte energie nam toe.
Van push naar pull: de roterende revolutie
De originele motoren bewogen alleen op en neer. Dat is lineaire beweging. De meeste machines moesten draaien.
In 1781 voegde Watt een roterende beweging toe. Hij gebruikte een ‘zon-en-planeet’-versnelling om de op-en-neer-actie om te zetten in rotatie. Nu zou de motor fabrieksmachines kunnen aandrijven. Het zou wielen kunnen laten draaien. Het zou paarden kunnen vervangen.
Maar er waren nog steeds grenzen.
De dubbelwerkende motor en industriële schaal
In 1782 introduceerde Watt de dubbelwerkende stoommachine.
Vroeger duwde stoom de zuiger één kant op. Nu duwde en trok het. De kracht verdubbelde. De efficiëntie verbeterde opnieuw.
Dit vereiste een nieuwe manier om de zuiger met de balk te verbinden. De hengel moest in een rechte lijn bewegen. Het kon niet wiebelen.
Watt loste dit in 1784 op. Hij ontwierp een opstelling van verbonden staven. De zuigerstang werd loodrecht geleid. De mechanica was rigide. De motor was stabiel.
Controle, veiligheid en erfenis
Een weglopende motor is gevaarlijk. Watt gaf om controle.
In 1788 paste hij de centrifugale gouverneur toe. Dit apparaat regelde automatisch het motortoerental. Het reageerde op veranderingen in de belasting. Als de motor te snel ronddraaide, vertraagde de gouverneur hem. Als het langzamer ging, versnelde de gouverneur het. Automatische controle. Zijn tijd tientallen jaren vooruit.
In 1790 vond hij ook een manometer uit. Veiligheid was belangrijk. Het monitoren van de druk was van belang.
Deze toevoegingen maakten de Watt-motor vrijwel compleet.
Waarom het er vandaag toe doet
Watts motor had enorme gevolgen. Het vormde de drijvende kracht achter de Industriële Revolutie. Fabrieken hoefden niet in de buurt van rivieren te staan. Ze kunnen overal zijn. Productie geschaald. Steden groeiden.
Watt introduceerde het concept van pk om zijn motoren op de markt te brengen. Hij had een manier nodig waarop boeren en fabrikanten konden begrijpen hoeveel stroom ze kochten.
Hij stierf in 1819 in Heathfield Hall, nabij Birmingham.
Maar zijn naam blijft.
De watt is de eenheid van vermogen.
