原標(biāo)題：托馬斯·薩弗里和蒸汽機(jī)的起源

文案/慧心引力佳

編輯/慧心引力佳

托馬斯·薩弗里 (Thomas Savery) 大約在 1650 年出生于英國(guó)希爾斯頓 (Shilston) 的一個(gè)名門望族。他受過良好教育，對(duì)機(jī)械、數(shù)學(xué)、實(shí)驗(yàn)和發(fā)明表現(xiàn)出極大的興趣。

薩弗里的早期發(fā)明

Savery 最早的發(fā)明之一是鐘表，至今仍留在他的家中，被認(rèn)為是一種巧妙的機(jī)械裝置。他繼續(xù)發(fā)明并申請(qǐng)了由絞盤驅(qū)動(dòng)的槳輪布置，在風(fēng)平浪靜的天氣中推動(dòng)船只。他向英國(guó)海軍部和波浪委員會(huì)提出了這個(gè)想法，但沒有成功。主要的反對(duì)者是海軍驗(yàn)船師，他駁斥了薩弗里，他說：“還有那些與我們無關(guān)的人闖入，假裝為我們?cè)O(shè)計(jì)或發(fā)明東西？”

Savery 并沒有被嚇倒——他將他的設(shè)備安裝到一艘小船上，并在泰晤士河上展示了它的運(yùn)行情況，盡管這項(xiàng)發(fā)明從未被海軍引進(jìn)。

第一臺(tái)蒸汽機(jī)

薩弗里在他的槳輪首次亮相后的某個(gè)時(shí)間發(fā)明了蒸汽機(jī)，這個(gè)想法最初是由 伍斯特侯爵愛德華薩默塞特以及其他一些早期發(fā)明家提出的。有傳言說薩弗里首先閱讀了薩默塞特描述這項(xiàng)發(fā)明的書，隨后試圖銷毀所有證據(jù)以期待他自己的發(fā)明。據(jù)稱他買下了他能找到的所有副本并將它們燒毀。

盡管這個(gè)故事不是特別可信，但對(duì)薩弗里和薩默塞特這兩個(gè)引擎的圖紙進(jìn)行比較，可以看出驚人的相似之處。別的不說，成功推出這款“半全能”“制水”發(fā)動(dòng)機(jī)的功勞應(yīng)該歸功于薩弗里。1698 年 7 月 2 日，他為他的第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利。一個(gè)工作模型被提交給了倫敦皇家學(xué)會(huì)。

專利之路

薩弗里在建造他的第一臺(tái)蒸汽機(jī)時(shí)面臨著持續(xù)而尷尬的費(fèi)用。他必須讓英國(guó)的礦山——尤其是康沃爾的深坑——遠(yuǎn)離水源。他最終完成了該項(xiàng)目并進(jìn)行了一些成功的實(shí)驗(yàn)，于 1698 年在漢普頓宮向威廉三世國(guó)王和他的宮廷展示了他的“消防車”模型。薩弗里隨后毫不拖延地獲得了他的專利。

專利的標(biāo)題是這樣寫的：

“授予托馬斯·薩弗里 (Thomas Savery) 的一項(xiàng)新發(fā)明的唯一實(shí)施權(quán)，該發(fā)明是他發(fā)明的一項(xiàng)新發(fā)明，用于通過重要的火力提升水位，并引起各種磨坊的運(yùn)動(dòng)，這將對(duì)排雷有很大用處，為城鎮(zhèn)供水，并在沒有水源或持續(xù)風(fēng)的情況下為各種磨坊的運(yùn)轉(zhuǎn)提供服務(wù)；持續(xù) 14 年；按照通常的條款。”

向世界介紹他的發(fā)明

Savery 接下來著手讓全世界了解他的發(fā)明。他開始了系統(tǒng)而成功的廣告活動(dòng)，不放過任何機(jī)會(huì)讓他的計(jì)劃不僅廣為人知，而且廣為人知。他獲準(zhǔn)帶著他的模型消防車出現(xiàn)，并在皇家學(xué)會(huì)的一次會(huì)議上解釋其運(yùn)作方式。那次會(huì)議的記錄是這樣寫的：

“Savery 先生向協(xié)會(huì)展示了他的引擎，可以通過火的力量升水。感謝他展示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如期成功，并得到了認(rèn)可?！?/p>

為了將他的消防車作為抽水機(jī)介紹給康沃爾的礦區(qū)，Savery 寫了一份公開發(fā)行的說明書，“礦工的朋友；或者，用火提水的發(fā)動(dòng)機(jī)的描述。 ”

蒸汽機(jī)的實(shí)現(xiàn)

Savery 的招股說明書于 1702 年在倫敦印制。他開始將其分發(fā)給當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)某些深度的水流如此之大以致無法運(yùn)營(yíng)的礦主和經(jīng)理。在許多情況下，引流成本并沒有留下令人滿意的利潤(rùn)空間。不幸的是，雖然 Savery 的消防車開始用于為城鎮(zhèn)、大莊園、鄉(xiāng)間別墅和其他私人機(jī)構(gòu)供水，但它并沒有在礦山中得到普遍使用。鍋爐或接收器爆炸的風(fēng)險(xiǎn)太大。

將Savery引擎應(yīng)用到多種工作中還有其他困難，但這是最嚴(yán)重的。事實(shí)上，爆炸確實(shí)發(fā)生了，造成了致命的后果。

在礦井中使用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)必須放置在距最低水位 30 英尺或更近的位置，如果水位高于該水位，則可能會(huì)被淹沒。在許多情況下，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。除非購(gòu)買另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)將其抽出，否則礦井將一直處于“淹沒”狀態(tài)。

這些發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗也非常大。蒸汽無法經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)生，因?yàn)樗褂玫腻仩t形式簡(jiǎn)單，受熱面太小，無法確保熱量從燃燒氣體完全傳遞到鍋爐內(nèi)的水中。這種蒸汽產(chǎn)生過程中的浪費(fèi)緊隨其后的是更嚴(yán)重的蒸汽應(yīng)用過程中的浪費(fèi)。在沒有膨脹到金屬接收器排出水的情況下，冷面和濕面以最大的親和力吸收熱量。大量液體沒有被蒸汽加熱，而是在從下方升高的溫度下被排出。

蒸汽機(jī)的改進(jìn)

Savery 后來開始與 Thomas Newcomen 一起研究常壓蒸汽機(jī)。Newcomen 是一位英國(guó)鐵匠，他發(fā)明了這種改進(jìn) Savery 以前的設(shè)計(jì)。

紐科門蒸汽機(jī)使用大氣壓力。他的發(fā)動(dòng)機(jī)將蒸汽泵入汽缸。然后蒸汽被冷水冷凝，在汽缸內(nèi)部形成真空。由此產(chǎn)生的大氣壓力驅(qū)動(dòng)活塞，產(chǎn)生向下的沖程。與 Thomas Savery 于 1698 年獲得專利的發(fā)動(dòng)機(jī)不同，Newcomen 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力強(qiáng)度不受蒸汽壓力的限制。1712 年，Newcomen 與 John Calley 一起在充滿水的礦井頂部制造了他的第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，并用它來將水抽出礦井。Newcomen 發(fā)動(dòng)機(jī)是瓦特發(fā)動(dòng)機(jī)的前身，它是 1700 年代開發(fā)的最有趣的技術(shù)之一。

詹姆斯·瓦特 (James Watt ) 是一位出生于蘇格蘭格里諾克的發(fā)明家和機(jī)械工程師，以改進(jìn)蒸汽機(jī)而聞名。1765 年在格拉斯哥大學(xué)工作期間，瓦特受命修理紐科門發(fā)動(dòng)機(jī)，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為效率低下，但仍然是當(dāng)時(shí)最好的蒸汽機(jī)。他開始對(duì) Newcomen 的設(shè)計(jì)進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)。最著名的是他在 1769 年獲得的專利，該專利是通過閥門連接到汽缸的獨(dú)立冷凝器。與紐科門的發(fā)動(dòng)機(jī)不同，瓦特的設(shè)計(jì)有一個(gè)冷凝器，可以在氣缸很熱的時(shí)候保持冷卻。瓦特的發(fā)動(dòng)機(jī)很快成為所有現(xiàn)代蒸汽機(jī)的主導(dǎo)設(shè)計(jì)，并幫助實(shí)現(xiàn)了工業(yè)革命。一種叫做瓦特的功率單位就是以他的名字命名的。返回搜狐，查看更多

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