מנוע הקיטור של תומאס סייברי

תומאס סייברי נולד למשפחה ידועה בשילסטון, אנגליה מתישהו בערך בשנת 1650. הוא התחנך היטב והפגין חיבה רבה למכניקה, מתמטיקה, ניסויים והמצאה.

אחת ההמצאות המוקדמות של סייברי הייתה שעון שנשאר במשפחתו עד היום ונחשב לחתיכת מנגנון גאוני. הוא המשיך והמציא ופטנט על סידור גלגלי ההנעה המונעים על ידי קפסטנים להנעה של כלי שיט במזג אוויר רגוע. הוא העביר את הרעיון לאדמירליות הבריטית ולוועד הלוח הגלי אך לא זכה להצלחה. המתנגד העיקרי היה מודד חיל הים שפיטר את סייברי בהערה, "והאם יש אנשים שמתערבים זה בזה, שאינם דואגים לנו, מתיימרים להיאבק או להמציא לנו דברים?"

סייברי לא נרתע - הוא הצמיד את מכשיריו לכלי קטן והציג את פעולתו בתמזה, אף שההמצאה מעולם לא הוצגה על ידי חיל הים.

סייברי המציא את מנוע קיטור זמן מה לאחר הופעת הבכורה של גלגלי ההנעה שלו, רעיון שהגה לראשונה אדוארד סומרסט, מרקיז של וורצסטר, כמו גם עוד כמה ממציאים קודמים. על פי השמועה, סייברי קרא את ספרו של סומרסט הראשון שתיאר את ההמצאה ובעקבות זאת ניסה להשמיד את כל הראיות לכך לקראת המצאתו האישית. לפי החשד, הוא קנה את כל העותקים שיכול היה למצוא ושרף אותם.

למרות שהסיפור אינו אמין במיוחד, השוואה בין הרישומים של שני המנועים - של סייברי וסומרסט - מראה דמיון בולט. אם אין דבר אחר, יש לתת לזברי את הקרדיט על הצגתו המוצלחת של מנוע "חצי-יכול" ו"מפקד-מים "זה. הוא רשם פטנט על עיצוב המנוע הראשון שלו ב- 2 ביולי 1698. מודל עובד הוגש לחברה המלכותית בלונדון.

סייברי התמודד עם הוצאה מתמדת ומביכה בבניית מנוע הקיטור הראשון שלו. היה עליו לשמור על מוקשים בריטים - ובמיוחד את הבורות העמוקים של קורנוול - ללא מים. לבסוף הוא השלים את הפרויקט וערך בו כמה ניסויים מוצלחים, והציג דגם של "מכבי האש" שלו לפני המלך ויליאם השלישי ובית המשפט שלו במפטון קורט בשנת 1698. לאחר מכן השיג סאברי את הפטנט שלו ללא דיחוי.

בכותרת הפטנט נכתב:

"מענק לתומאס סייברי למימוש היחיד של המצאה חדשה על ידיו שהומצא, לגידול מים ולהזדמנות לתנועה לכל מיני עבודות טחנה, על ידי הכוח החשוב אש שתשמש רבות לניקוז מוקשים, לשרת עיירות עם מים ולעבודה של כל מיני טחנות, כאשר אין להן תועלת של מים ואינן קבועות. רוחות; להחזיק 14 שנים; עם סעיפים רגילים. "

לאחר מכן סייברי התחיל ליידע את העולם על המצאתו. הוא החל בקמפיין פרסומי שיטתי ומוצלח, ולא חסר שום הזדמנות להפוך את תוכניותיו לא רק ידועות אלא מובנות היטב. הוא השיג אישור להופיע עם כבאית הדגם שלו ולהסביר את פעולתה בישיבת האגודה המלכותית. בפרוטוקול של אותה ישיבה נכתב:

"מר סייברי אירח את החברה כשהציג את המנוע שלו להעלות מים בכוח האש. הודה לו שהציג את הניסוי, שהצליח לפי הציפייה, ואושר אליו. "

בתקווה להציג את מכבי האש שלו למחוזות הכרייה בקורנוול כמנוע שאיבה, כתב סייברי תשקיף לתפוצה כללית, "חבר הכורה; או, תיאור של מנוע להעלאת מים באמצעות אש.”

התשקיף של סייברי הודפס בלונדון בשנת 1702. הוא המשיך להפיץ אותו בין בעלי ומנהלי מכרות, שמצאו באותה תקופה שזרם המים בעומקים מסוימים היה גדול עד כדי למנוע פעולה. במקרים רבים, עלות הניקוז לא הותירה שום מרווח רווח מספק. לרוע המזל, למרות שכלי האש של סייברי החלו לשמש לאספקת מים לעיירות, גדולים אחוזות, בתים כפריים ומפעלים פרטיים אחרים, זה לא נכנס לשימוש כללי בקרב מוקשים. הסיכון לפיצוץ הדוודים או המקלטים היה גדול מדי.

היו קשיים אחרים ביישום מנוע סייברי על סוגים רבים של עבודות, אך זה היה החמור ביותר. למעשה, פיצוצים התרחשו עם תוצאות קטלניות.

כשמשתמשים במכרות, המנועים הוצבו בהכרח בטווח של מטר וחצי מהמפלס הנמוך ביותר ועלולים להיות שקועים אם המים יעלו מעל למפלס זה. במקרים רבים הדבר יביא לאובדן המנוע. המכרה יישאר "טבע" אלא אם כן היה צריך לרכוש מנוע אחר שיזרוק אותו החוצה.

גם צריכת הדלק עם מנועים אלה הייתה גדולה מאוד. לא ניתן היה להפיק את הקיטור מבחינה כלכלית מכיוון שהדוודים ששימשו היו צורות פשוטות והציגו מעט מדי משטח חימום כדי להבטיח העברת חום מלאה מגזי הבעירה למים בתוך הדוד. בזבוז זה ביצירת הקיטור אחריו פסולת חמורה עוד יותר ביישומה. ללא התפשטות לגירוש מים ממקלט מתכתי, הצדדים הקרים והרטובים ספגו את החום בצורה הכי גדולה. המסה הגדולה של הנוזל לא התחממה על ידי הקיטור והיא גורשה בטמפרטורה בה הועלה מלמטה.

לימים החל סייברי לעבוד עם תומאס ניוקומן במנוע אדים אטמוספרי. ניוקומן היה נפח אנגלי שהמציא את השיפור הזה לעומת העיצוב הקודם של Slavery.

מנוע הקיטור של ניוקומן השתמש בכוח של לחץ אטמוספרי. המנוע שלו שאב אדים לצילינדר. לאחר מכן התעבה הקיטור על ידי מים קרים, מה שיצר ואקום בחלק הפנימי של הצילינדר. הלחץ האטמוספרי שהתקבל הפעיל בוכנה ויצר מכות כלפי מטה. שלא כמו המנוע שתומס סייברי רשם פטנט ב- 1698, עוצמת הלחץ במנוע של ניוקומן לא הוגבלה על ידי לחץ הקיטור. יחד עם ג'ון קללי, ניוקומן בנה את המנוע הראשון שלו בשנת 1712 על גבי גליל מינון מלא מים והשתמש בו כדי לשאוב מים מהמכרה. מנוע הניוקומן היה קודמו של מנוע הוואט וזה היה אחד מפיסות הטכנולוגיה המעניינות ביותר שפותחו בשנות ה- 1700.

ג'יימס וואט היה ממציא ומהנדס מכונות יליד גרינוק, סקוטלנד, ידוע בשיפורים שלו במנוע הקיטור. בזמן שעבד באוניברסיטת גלזגו בשנת 1765, הוטל על וואט לתקן מנוע ניוקומן, שנחשב לא יעיל אך עדיין מנוע הקיטור הטוב ביותר בתקופתו. הוא החל לעבוד על מספר שיפורים בעיצוב של ניוקומן. הבולט היה 1769 שלו פטנט למעבה נפרד המחובר לגליל באמצעות שסתום. שלא כמו המנוע של ניוקומן, העיצוב של וואט היה עם מעבה שניתן לשמור על קור רוח בזמן שהצילינדר היה חם. המנוע של ואט הפך במהרה לעיצוב הדומיננטי עבור כל מנועי הקיטור המודרניים וסייע להביא למהפכה התעשייתית. יחידת כוח שנקראה הוואט נקראה על שמו.