蒸汽机的发明者是谁?发明的过程是怎样的?
蒸汽机的历史可以追溯到古希腊。公元50年,赫伦发明了一个演示用的蒸汽轮球。当加热的蒸汽从喷嘴喷出时,滚轮球将向相反的方向旋转。但在当时,这一创造性成果并没有得到实际应用,发明者本人也不打算这样做。1000多年过去了,当工业和采矿业发展起来的时候,有人试图制作一个蒸汽泵来排出矿井中的水。1630年,有人发明了一种蒸汽动力水泵,获得了专利,但所有活动都局限于设计或试制,没有实用价值。事实上,只有德国的D .帕平、英国的T .萨弗里和T .纽科门是蒸汽机的发明者。
萨弗里是一名英国工程师。在1689 ~ 1712期间,他先后创造了几台蒸汽机。其中有一种直接用来提水的机器。其工作原理是:蒸汽通过开启的阀门从锅炉进入气囊,然后通过活动阀门将水压入储水箱(此时另一个活动阀门关闭)。当气囊中的水所剩无几时,阀门关闭,水从水箱中排出冷却气囊,于是在气囊中形成负压(负压是指这里的气压低于大气压)。在大气压力的作用下,水从吸管通过活动阀门进入气囊(此时另一个阀门关闭),如此循环往复,达到不断抽水的目的。据说这种蒸汽机的高度只有7米,每小时能提十几吨水,但每十秒钟就需要有人来关阀门。如果忘记及时开关阀门,可能会导致锅炉爆炸。再加上矿井较深,往往需要用几台蒸汽机分几步提水,既不经济也不安全,所以矿主都不愿意用。
纽科门的蒸汽机是在萨维里蒸汽机的基础上进一步改进的产物。纽科门是个铁匠。他在活塞上加了一个巨大的摇臂,在摇臂的一侧挂了一个平衡块,在平衡块下面连接了一个抽油的抽油杆。当砝码的重量下降时,拉动活塞上升,蒸汽通过打开的阀门从锅炉进入气囊。此时阀门关闭,气囊的水门打开,冷水从水箱进入气囊,使蒸汽凝结,气囊内形成负压。在大气压力的作用下,活塞向下运动,提升抽油杆。
纽科门蒸汽机的优点是动力部分的抽气泵是分离的,气压更低,更安全。后来有人把阀门开闭的过程改成飞轮,实现了自动化,所以很多矿都愿意采用。纽科门蒸汽机的效率很低,直到1769 J.Watt进一步提高,蒸汽机才得到广泛应用。