Мемориальный двигатель Ньюкомена
| Мемориальный двигатель Ньюкомена | |
|---|---|
 | |
| Происхождение | |
| Тип | Атмосферный двигатель Ньюкомена |
| Дизайнер | Томас Ньюкомен |
| Дата | 1725 |
| Страна происхождения | Англия |
| Бывший оператор | Различный |
| Цель | Откачка воды: дренаж шахт, позднее подача воды в канал. |
| Измерения | |
| Цилиндры | 1 |
| Отверстие | 22 дюйма (56 см) |
| Гладить | 5 футов (1,5 м) |
| Сохранение | |
| Расположение | Туристический центр Дартмута, Девон |
| Координаты | 50 ° 21'08 "с.ш. 3 ° 34'42" з.д. / 50,35228 ° с.ш. 3,57845 ° з.д. |
| Работающий | Нет |
( Мемориальный двигатель Ньюкомена иногда называемый двигателем канала Ковентри ) — сохранившийся лучевой двигатель в Дартмуте, Девон . Он сохранился как памятник Томасу Ньюкомену (ум. 1729), изобретателю лучевого двигателя, родившемуся в Дартмуте.
Двигатель является старейшим сохранившимся паровым двигателем в мире. [1]
Двигатель
[ редактировать ]
Двигатели Ньюкомена
[ редактировать ]Первым успешным двигателем Ньюкомена считается двигатель Дадли Касл 1712 года. [2] Двигатели Ньюкомена использовались для применений, требующих подъема воды, например, для осушения угольных шахт. Эти «пожарные машины» стали популярны в горнодобывающей промышленности, и к 1733 году их насчитывалось 104. [я] в конечном итоге их было установлено более двух тысяч. [3] [4]
Повторное использование старых двигателей
[ редактировать ]Несмотря на то, что конструкция Ньюкомена была радикально новым изобретением для своего времени, позднее, ок. 1775 г., заменены улучшенными двигателями конструкции Смитона или Уатта . Оригинальный двигатель Ньюкомена был неэффективен в использовании топлива, и его часто заменяли более эффективным двигателем для экономии затрат на топливо. Это привело к обширной торговле как модернизацией старых двигателей с использованием недавно изобретенных функций, так и продаже старых двигателей на менее требовательные сайты по мере их замены. Старые двигатели часто продолжали работать на угольных шахтах, где уголь был дешевым.
Двигатели того периода имели значительные затраты на изготовление цилиндра, что представляло собой сложную инженерную проблему того времени. Их деревянные балки, насосы и машинное отделение были относительно дешевыми по сравнению с ними. Когда бывшие в употреблении двигатели продавались на другие площадки, именно этот цилиндр легче всего отследить, поскольку многие из них в течение своего срока службы работали на нескольких площадках. Уцелевшие двигатели этого периода в основном были перенесены со своих первоначальных передовых позиций в какие-нибудь тихие заводи, часто перекачивая воду в каналы , где они томились лишь с перерывами. Часто это было сезонным, откачка требовалась только в засушливое лето, поэтому большой расход угля в первом двигателе был приемлемым. [ii]
Угольная шахта Грифф
[ редактировать ]Ранняя история этого двигателя неясна, но он был построен примерно в начале 18 века.
Ньюкомен построил двигатель для шахты Грифф. [5] недалеко от Нанитона в 1714 году «черпать воду движущей силой огня». [6] Первый двигатель должен был быть способен перекачивать 16 700 литров воды в час из шахты с максимальной глубиной 140 футов (43 м). Этот первый двигатель работал к 1715 году. Он имел «медный котел, латунную паровую бочку (цилиндр) и поршень, две ямные бочки из чугуна ( чугуна ) и другие трубные цистерны и принадлежности к ним». Латунный цилиндр мог иметь диаметр 16 дюймов (410 мм) и длину 9 футов (2,7 м). [iii]
За этот двигатель подлежала уплате патентной премии в размере 7 фунтов стерлингов, «выплачиваемой в субботу каждой недели». Видя, насколько хорошо работает двигатель, владельцы шахты надеялись взять на себя обслуживание двигателя и его расходы, имея возможность построить другие двигатели в соответствии с условиями патента. Это было согласовано, и партнеры заплатили 150 фунтов стерлингов за первые шесть месяцев с дальнейшими выплатами по 420 фунтов стерлингов в год за каждую осушенную шахту. [6]
Второй двигатель был установлен около 1719 года. [6] Однако шахта оказалась не такой прибыльной, как ожидалось, и первоначальные партнеры отказались от 29-летней аренды в 1720 году, всего через 7 лет.
У новых владельцев появился третий двигатель, сохранившийся Мемориальный двигатель, построенный в 1725 году. Вполне вероятно, что это была перестроенная версия первого двигателя, в которой оригинальный латунный цилиндр был заменен на чугунный с диаметром цилиндра 22 дюйма (560 мм). с ходом 5 футов (1,5 м). [2] Двигатель был способен перекачивать со скоростью 12 тактов в минуту, перекачивая 68 200 литров воды каждый час. [3] Двигатель не был большим даже для своего времени, и в нем использовалась простая цельная деревянная балка длиной 12 футов (3,7 м) без дополнительных подкосов или изготовленная из нескольких клееных брусьев. Его также возводили на деревянном каркасе, а не строили дома . [1] Дальнейшие инвестиции последовали в 1728 году, когда был установлен новый котел для одного из двигателей. [6]
Однако угольная шахта была отработана и после 1728 года производила мало угля. Патенты Савери все еще действовали, а за эксплуатацию двух двигателей взимались премии в размере 300 фунтов стерлингов в год. В течение следующих нескольких лет угольная шахта закрылась, а оборудование было продано. В 1729 году запасной латунный цилиндр был продан шахте Мишем, вероятно, он был заменен, когда цилиндр Мемориальной машины был заменен чугунным. [iv] Двигатели, один из которых впоследствии стал Мемориальным двигателем, были проданы в 1731 году Генри Грину из угольного завода Бедворта , к югу от Гриффа, а один в 1734 году Джону Уайзу, что положило конец добыче полезных ископаемых в Гриффе. [6]
Окторпская угольная шахта
[ редактировать ]Подробности о самом продолжительном периоде службы двигателя, почти столетии, неизвестны. Судя по всему, это был более поздний двигатель, проданный Гриффом в 1734 году Джону Уайзу, который был владельцем шахты Окторп в Мишаме . [7] Джозеф Уилкс позже станет владельцем шахты и ее двигателей.
восстановление
[ редактировать ]Во время этой службы произошла вторая или даже более реконструкция. После производства Джеймсом Уаттом значительно улучшенного отдельного конденсатора для двигателей Ньюкомена был внесен ряд улучшений, которые часто применялись к существующим двигателям.
Самым важным из них был конденсатор «соленья», устройство, обладающее преимуществами отдельного конденсатора, но едва обходящее патент Уатта. Поскольку патент Ватта на отдельный конденсатор действовал с 1769 по 1800 год, эти устройства, избегающие патентов, часто можно отнести к этому периоду: после их изобретения Ваттом, но до того, как устройство Ватта можно было просто скопировать напрямую. На двигателе также есть следы залатанной дыры в боковой части цилиндра, откуда был удален оригинальный впрыскивающий клапан Newcomen. [1] [8] [9] Конденсатор травильного котла представляет собой расширение под цилиндром, соединенное трубой большого диаметра. Струйный конденсатор внутри этого устройства работает так же, как отдельный конденсатор Ватта. [2] Конденсатор Ватта прикреплен к цилиндру более длинной узкой трубкой. Заявив, что кастрюля для маринования является «продолжением» главного цилиндра, а не отдельным компонентом, компания избежала нарушения патента Уатта. Требованием для этого также было то, чтобы котел стога сена был перемещен из своего традиционного положения Ньюкомена, непосредственно под цилиндром. Это нововведение описал Джон Карр в своем «Спутнике любителя угля и машиностроения» 1797 года. [9]
Другие разработки, примененные к двигателю, включали пластинчатую цепь для соединения с головками арок балки вместо более ранних звеньевых цепей . Клапаны двигателя были заменены перепускными клапанами , приводимыми в действие реечным механизмом, приводимым в движение от вала, приводимым в движение рупорами и толкателями на движущемся вертикальном стержне пробки. [1] [2] [8] [9]
После откачки на шахте примерно до 1821 года двигатель находился в собственности Джонатана Вудхауса. [2] Вероятно, в связи с заменой двигателя на более новый, поскольку угольная шахта продолжала работать, ее снова продали. На этот раз из угольной промышленности и на канал [7]
Ковентри-канал
[ редактировать ]
Компания Coventry Canal приобрела двигатель в 1821 году и запустила его для откачки воды из колодца для поддержания уровня в канале. Машинное отделение, сохранившееся до сих пор, было построено на перекрестке Хоксбери в Уорикшире в 1837 году. [10] После этой службы двигатель иногда называли «Двигатель канала Ковентри». [11] Двигатель эксплуатировался здесь с перерывами до 1913 года, второй раз за более чем девяносто лет. [7]
Сохранение
[ редактировать ]Двигатель был сохранен в 1963 году Обществом Ньюкомена в ознаменование 300-летия со дня рождения Томаса Ньюкомена. [2] [12] Его перевезли на место его рождения в Дартмут и переустановили там в новом музее, известном как Машинный дом Ньюкомена . В этом здании, первоначально бывшем электроподстанцией , также находится Туристический информационный центр . [7]
Двигатель теперь приводится в действие современной гидравликой , и его можно увидеть в движении.
Примечания
[ редактировать ]- ^ В 1733 году истек срок действия расширенного патента Томаса Савери . До этого эти двигатели платили лицензионный сбор преемникам Савери и поэтому оставляли подробные записи.
- ^ Лучевые двигатели на насосной станции Крофтон на канале Кеннет и Эйвон продолжают работать и по сей день.
- ↑ Хотя сейчас латунь кажется экстравагантным материалом для изготовления большого цилиндра, она имеет давнюю историю использования для пушек . Проблемы растачивания точного канала ствола в обоих случаях схожи, и цилиндры первых паровых двигателей растачивались с помощью приспособлений для растачивания пушек.
- ↑ Эта продажа породила мнение, что сам двигатель был продан в 1729 году.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Кроули, TE (1982). Лучевой двигатель . Издательство Сенесио. стр. 37, 43. ISBN. 0-906831-02-4 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Мемориальный паровоз Ньюкомена . Дартмут: международная историческая достопримечательность машиностроения. 17 сентября 1981 года.
- ^ Jump up to: а б «Мемориальный паровоз Ньюкомена» . Инженерные сроки .
- ^ Престон, Эрик Джеймс (2012). Томас Ньюкомен из Дартмута и двигатель, изменивший мир . Группа исторических исследований Дартмута. ISBN 9781899011278 .
- ^ Угольная шахта Грифф, 52 ° 30'11 ″ с.ш. 1 ° 29'02 ″ з.д. / 52,503 ° с.ш. 1,484 ° з.д.
- ^ Jump up to: а б с д и «Двигатели Ньюкомена на шахте Грифф, сайт» . Инженерные сроки .
- ^ Jump up to: а б с д «Двигатель Томаса Ньюкомена» . Девонские музеи .
- ^ Jump up to: а б Доктор Сирил Баучер (октябрь 1962 г.). «Мемориальный паровоз Ньюкомена». Труды Общества Ньюкомена . 35 : 59–66.
- ^ Jump up to: а б с Терстон, Роберт Х. (1878). «2: Двигатель Ньюкомена». История развития паровой машины . Нью-Йорк: Д. Эпплтон и компания.
- ^ Историческая Англия . «Машинное отделение Хоксбери-Джанкшен, 8/75 (1365077)» . Список национального наследия Англии . Проверено 11 марта 2015 г.
- ^ Невелл, Майкл; Робертс, Джон; Чампнесс, Бернар (2004). «Раскопки культового: повторное открытие насосной машины шахты Фэрботтом Бобс» . Обзор промышленной археологии . XXVI (2): 83–93. дои : 10.1179/iar.2004.26.2.83 . S2CID 111138059 .
- ^ Хейс, Г. (1981). Руководство по стационарным паровым машинам . Издательство Мурленд. п. 59. ИСБН 0-86190-020-0 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Туристический информационный центр Дартмута - рядом с машинным отделением Ньюкомена.
- Машинный завод Ньюкомена - Музеи Девона
- Мемориальный паровоз Ньюкомена в Дартмуте на YouTube