Aurumasina leiutaja Thomas Newcomeni elulugu

Thomas Newcomen (28. veebruar 1663 – 5. august 1729) oli sepp Inglismaalt Dartmouthist, kes pani kokku prototüübi esimesele moodsale aurumootor. Tema 1712. aastal ehitatud masin oli tuntud kui "atmosfääri aurumootor".

Kiired faktid: Thomas Newcomen

Enne Thomas Newcomeni aega aurumasina tehnoloogy oli lapsekingades. Leiutajad nagu Worcesteri Edward Somerset, Newcomeni naabrimees Thomas Savery ja prantslased filosoof John Desaguliers uurisid tehnoloogiat enne Thomas Newcomeni loomist katsed. Nende uurimistöö innustas leiutajaid nagu Newcomen ja James Watt leiutama praktilisi ja kasulikke auruga töötavaid masinaid.

Thomas Newcomen sündis 28. veebruaril 1663, Elias Newcomeni kuuest lapsest (sünd. 1702) ja tema naine Saara (d. 1666). Perekond oli kindlalt keskklass: Elias oli laevaomanik, laevaomanik ja kaupmees. Pärast Saara surma abiellus Elias 6. jaanuaril 1668 Alice Trenhale'iga ja just Alice kasvatas tema kaks venda ja kolme õde Thomase.

Thomas töötas arvatavasti Exeteri raudtehase õpipoisina: kuigi selle kohta pole andmeid, hakkas ta umbes 1685. aastal Dartmouthis tegutsema sepikojana. Dokumentaalsete tõendite kohaselt ostis ta erinevatest vabrikutest vahemikus 1694–1700 rauakoguseid kuni 10 tonni ja ta juhendas Dartmouthi linna kella 1704. aastal. Newcomenil oli omal ajal jaekauplus, kus müüdi tööriistu, hinged, naelad ja ketid.

13. juulil 1705 abiellus Newcomen Marlboroughist pärit Peter Waymouthi tütre Hannah Waymouthiga. Neil oli lõpuks kolm last: Thomas, Elias ja Hannah.

Thomas Newcomeni abistas tema auruuringutes John Calley (c. 1663–1717), mees Brixtonist, Devonshire. Mõlemad on loetletud Atmospheric Steam Engine patendis. John Calley (mõnikord kirjutatud Cawley) oli klaasist - mõnede allikate sõnul oli ta torumees -, kes teenis Newcomeni töökodades õpipoisiõppe ja jätkas pärast seda koostööd. Koos hakkasid nad aurumasina kallal töötama 17. sajandi lõpus ja 1707. aastaks Newcomen laiendas oma äritegevust, sõlmides või pikendades paljudel kinnisvaraobjektidel uusi rendilepinguid Dartmouth.

Ei Newcomen ega Calley polnud saanud masinaehituse haridust ja nad pidasid teadlasega kirjavahetust Robert Hooke, paludes tal anda neile nõu nende plaanide kohta ehitada aurumasin aurumasinaga, mis sisaldaks kolbi, mis sarnaneb Denis Papini omaga. Hooke soovitas nende plaanist loobuda, kuid õnneks takerdusid ja harimatud mehaanikud nende plaanidesse: 1698. a. Newcomen ja Calley tegid eksperimentaalse, 7-tollise läbimõõduga messingist silindri, mis suleti naha servaga ümber kolb. Esimeste aurumasinate, nagu Newcomeni katsetatud, eesmärk oli vee söekaevandustest välja juhtimine.

Kohalikud pidasid Newcomeni ekstsentriksiks ja skeemitajaks, kuid ta teadis leiutatud aurumasinast Thomas Savery (1650–1715). Newcomen külastas Savery kodu Inglismaal Modburys, 15 miili kaugusel Newcomeni elukohast. Savery palkas oma töötava mudeli sepistamiseks kvalifitseeritud seppa ja rauakaupmehe Newcomeni. Newcomenil lubati ise teha koopia Savery masinast, mille ta püstitas omaenda aeda, kus ta koos Calleyga töötasid välja Savery disaini täiustamise nimel.

Kuigi Newcomeni ja Calley ehitatud mootor polnud täielik edu, suutsid nad 1708. aastal patendi saada. See oli mootori jaoks, mis ühendas aurusilindri ja kolvi, pinnakondensatsiooni, eraldi katla ja eraldi pumbad. Samuti nimetati patendis Thomas Savery, kellel oli sel ajal pinnakondensatsiooni kasutamise ainuõigus.

Esialgselt konstrueeritud atmosfäärimootor kasutas aeglast kondenseerumisprotsessi, rakendades kondenseerivat vett välispinnale silindrist, et tekitada vaakum, mis omakorda põhjustas mootori lööki väga pikkade intervallidega. Tehti rohkem parandusi, mis suurendas märkimisväärselt kondenseerumise kiirust. Thomas Newcomeni esimene mootor tegi 6 või 8 lööki minutis, mida ta parandas 10 või 12 löögini.

Newcomeni mootor laskis auru läbi kaane ja silindrisse, mis tasakaalustas atmosfääri rõhu, ja laskis raskel pumbavardal kukkuda ja suurema tala kaudu toimiva raskuse korral kolvi õigele kohale tõsta positsioon. Varras kandis vajadusel vastukaalu. Seejärel kukk avanes ja silindrisse jõudis veejuga mahutist, tekitades auru kondenseerumisel vaakumi. Kolvi kohal olev õhurõhk surus selle seejärel alla, tõstes uuesti pumbavardaid ja seega töötas mootor lõputult.

Toru kasutatakse selleks, et hoida kolvi ülaosa veega kaetud, et vältida õhulekkeid - Thomas Newcomeni leiutis. Sisse oli ehitatud kaks klapi ja kaitseklapp; kasutatud rõhk oli vaevalt atmosfääri omast suurem ja klapi enda mass oli tavaliselt toru hoidmiseks piisav. Kondensatsioonivesi koos kondensatsiooniveega voolasid läbi avatud toru välja.

Thomas Newcomen muutis oma aurumasinat nii, et see saaks toita kaevanduses kasutatavaid pumpasid, mis eemaldasid kaevanduse šahtidelt vett. Ta lisas õhuliini, mille ühes otsas oli kolb ja teises pumbavarras.

Thomas Newcomen suri 5. augustil 1729 Londonis sõbra majas. Tema naine Hannah elas temast kauem, naine kolis Marlboroughsse ja suri 1756. aastal. Tema pojast Thomas sai Tauntonis sergetegija (riidevalmistaja) ja pojast Eliast sai isa moodi raudmees (kuid mitte leiutaja).

Alguses peeti Thomas Newcomeni aurumasinat varasemate ideede uuendamiseks. Seda võrreldi püssirohu abil töötava kolbmootoriga, mille oli kavandanud (kuid mitte kunagi ehitanud) Christian Huyghens, püssirohu plahvatuse käigus tekkivate gaaside asendamisega auruga. Üks osa probleemist, miks Newcomeni tööd ei tunnustatud, võis olla selles, et võrreldes tänapäeva teiste leiutajatega oli Newcomen keskklassi sepp ning haritumad ja eliitide leiutajad lihtsalt ei suutnud ette kujutada, et selline inimene suudab midagi leiutada uus.

Hiljem tõdeti, et Thomas Newcomen ja John Calley olid parandanud Savery mootoris kasutatavat kondensatsioonimeetodit. Prantsuse leiutaja ja filosoof John Theophilus Desaguliers (1683–1744) kirjutas, et Newcomeni aurumasin tuli laialdaselt kasutusele kõigis kaevandusrajoonides, eriti Cornwallis, ning seda kasutati ka märgalade kuivendamiseks, linnade veega varustamiseks ja laevade kuivendamiseks tõukejõud. Esimene auruvedur leiutati 19. sajandi esimesel kümnendil, tuginedes osaliselt Newcomeni tehnoloogiale.

• Allen, J.S. "Newcomen, Thomas (1663–1729)." Suurbritannia ja Iirimaa ehitusinseneride biograafiline sõnaraamat, köide 1: 1500–1830. Toim. Skempton, A.W. et al. London: Thomas Telfordi kirjastamine ja ehitusinseneride instituut, 2002. 476–78.
• Dickinson, Henry Winram. "Newcomen ja tema vaakumootor." Aurumasina lühike ajalugu. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, aurumasina leiutaja." Tehnilised juhised 60.7: 9, 2001.
• Prosser, R. B. "Thomas Newcomen (1663–1729)." Riikliku biograafia sõnaraamat, 40. köide Myllar - Nicholls. Toim. Lee, Sidney. London: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.