Thomas Newcomen
gigatos | 23 februára, 2022
Thomas Newcomen (február 1664 – 5. august 1729) bol anglický vynálezca, ktorý v roku 1712 vytvoril atmosférický motor, prvý praktický motor spaľujúci palivo. Povolaním bol železiar a povolaním baptistický laický kazateľ.
Narodil sa v Dartmouthe v anglickom Devone v rodine obchodníka a 28. februára 1664 bol pokrstený v Kostole svätého Spasiteľa. V tých časoch boli veľkým problémom záplavy v uhoľných a cínových baniach. Newcomen sa čoskoro začal zaoberať zlepšovaním spôsobov odčerpávania vody z takýchto baní. Jeho železiarsky podnik sa špecializoval na navrhovanie, výrobu a predaj nástrojov pre banský priemysel.
Thomas Newcomen bol laickým kazateľom a starším učiteľom v miestnom baptistickom zbore. Po roku 1710 sa stal pastorom miestnej skupiny baptistov. Jeho otec bol jedným zo skupiny, ktorá priviedla do Dartmouthu známeho puritána Johna Flavela. Neskôr bol jedným z Newcomenových obchodných kontaktov v Londýne Edward Wallin, ďalší baptistický kazateľ, ktorý mal kontakty so známym doktorom Johnom Gillom z Horsleydownu v Southwarku. Newcomenovo spojenie s baptistickým zborom v Bromsgrove významne napomohlo rozšíreniu jeho parného stroja, keďže inžinieri Jonathan Hornblower starší a jeho syn pôsobili v tom istom zbore.
Newcomenovým veľkým úspechom bol jeho parný stroj, ktorý vyvinul okolo roku 1712; spojil myšlienky Thomasa Saveryho a Denisa Papina a vytvoril parný stroj na účely vyťahovania vody z cínovej bane. Je pravdepodobné, že Newcomen sa už poznal so Saverym, ktorého predkovia boli obchodníci v južnom Devone. Savery pracoval aj v komisariáte pre chorých a zranených námorníkov, ktorý ho zaviedol do Dartmouthu. Savery vynašiel „ohňový motor“, akýsi termický sifón, v ktorom sa para dostávala do prázdnej nádoby a potom kondenzovala. Takto vytvorený podtlak sa používal na vysávanie vody z jímky na dne bane. Požiarny motor“ nebol veľmi účinný a nemohol fungovať v obmedzenej hĺbke približne tridsiatich metrov.
Newcomen nahradil zbernú nádobu (v ktorej sa kondenzovala para) valcom s piestom podľa Papinovho návrhu. Namiesto toho, aby podtlak nasával vodu, nasával ju piest. Ten sa používal na pohon lúčového motora, v ktorom sa veľký drevený lúč kýval na centrálnom opornom bode. Na druhej strane trámu bola reťaz pripojená k čerpadlu na základni bane. Keď sa parný valec naplnil parou a pripravil sa na ďalší zdvih, voda sa nasala do valca čerpadla a váhou stroja sa vytlačila do potrubia na povrch. Newcomen a jeho partner John Calley postavili prvý úspešný stroj tohto typu v uhoľnej bani Conygree pri Dudley v regióne West Midlands. Funkčnú repliku tohto motora si môžete pozrieť v neďalekom múzeu Black Country Living Museum.
O Newcomenovom neskoršom živote sa vie pomerne málo. Po roku 1715 sa záležitosti týkajúce sa motora riešili prostredníctvom nezaradenej spoločnosti „Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire“ (Vlastníci vynálezu na zdvíhanie vody ohňom). Jej tajomníkom a pokladníkom bol John Meres, úradník Spoločnosti lekárnikov v Londýne. Táto spoločnosť vytvorila spoločnosť, ktorá mala monopol na dodávanie liekov pre námorníctvo, čím sa vytvorilo úzke prepojenie so Saverym, ktorého závet dosvedčil. Vo výbore vlastníkov bol aj Edward Wallin, baptista švédskeho pôvodu a pastor kostola v Maze Pond v Southwarku. Newcomen zomrel vo Wallinovom dome v roku 1729 a bol pochovaný na pohrebisku Bunhill Fields na okraji londýnskej štvrte; presné miesto jeho hrobu nie je známe.
Do roku 1733 Newcomen a ďalší inštalovali približne 125 Newcomenových motorov, ktoré fungovali na základe Saveryho patentu (predĺženého zákonom, takže jeho platnosť vypršala až v roku 1733) vo väčšine dôležitých banských revírov v Británii a na európskom kontinente: okrem iného v uhoľných baniach v Black Country, Warwickshire a v blízkosti Newcastle upon Tyne, v cínových a medených baniach v Cornwalle a v olovených baniach vo Flintshire a Derbyshire.
Newcomenov motor si udržal svoje miesto bez podstatných zmien približne 75 rokov a postupne sa rozšíril do viacerých oblastí Spojeného kráľovstva a kontinentálnej Európy. Spočiatku sa používali mosadzné valce, ktoré však boli drahé a obmedzené veľkosťou. Nové techniky odlievania železa, ktoré ako prvá zaviedla spoločnosť Coalbrookdale Company v 20. rokoch 17. storočia, umožnili používať väčšie valce s priemerom až do 6 stôp (1,8 m) v 60. rokoch 17. storočia. Skúsenosti viedli k lepšej konštrukcii a menším vylepšeniam v usporiadaní. Mechanické detaily výrazne vylepšil John Smeaton, ktorý začiatkom 70. rokov 17. storočia postavil mnoho veľkých motorov tohto typu; jeho zlepšenia sa rýchlo ujali. Do roku 1775 bolo postavených približne 600 Newcomenových motorov, hoci mnohé z nich sa už predtým opotrebovali a boli opustené alebo nahradené novými.
Newcomenov motor nebol v žiadnom prípade účinný stroj, hoci bol pravdepodobne tak komplikovaný, ako to len technické a materiálové postupy na začiatku 18. storočia umožňovali. Veľa tepla sa strácalo pri kondenzácii pary, ktorá ochladzovala valec. To nevadilo pri ťažbe v kolóniách, kde bolo k dispozícii nepredajné malé uhlie (slack), ale výrazne to zvyšovalo náklady na ťažbu tam, kde uhlie nebolo ľahko dostupné, ako napríklad v Cornwalle. Newcomenov motor bol po roku 1775 v oblastiach, kde bolo uhlie drahé (najmä v Cornwalle), postupne nahradený zdokonalenou konštrukciou, ktorú vynašiel James Watt a v ktorej sa para kondenzovala v samostatnom kondenzátore. Wattov parný stroj, ktorému pomohli lepšie inžinierske techniky vrátane Wilkinsonovho vŕtacieho stroja, bol oveľa úspornejší, čo umožnilo Wattovi a jeho partnerovi Matthewovi Boultonovi poberať značné tantiémy na základe ušetreného paliva.
Watt následne zaviedol ďalšie vylepšenia vrátane dvojčinného motora, kde zdvihy nahor aj nadol boli výkonové. Tieto motory boli vhodné najmä na pohon textilných tovární a v týchto odvetviach sa používalo mnoho Wattových motorov. Pokusy o pohon strojov Newcomenovými motormi mali spočiatku zmiešané úspechy, pretože jeden zdvih spôsoboval trhavý pohyb, ale použitie zotrvačníkov a lepšia technika tieto problémy do značnej miery prekonali. Do roku 1800 boli skonštruované stovky rotačných motorov iných ako Wattových, najmä v kolchozoch a železiarňach, kde nepravidelný pohyb nepredstavoval problém, ale aj v textilných továrňach. (pozri odkaz (2) nižšie).
Napriek Wattovým vylepšeniam sa obyčajné motory (ako sa vtedy nazývali) používali dlhší čas a aj počas platnosti Wattovho patentu (do roku 1800) sa postavilo oveľa viac Newcomenových motorov ako Wattových, pretože boli lacnejšie a menej komplikované. Z viac ako 2 200 motorov vyrobených v 18. storočí bolo len asi 450 Wattových motorov. Prvky Wattovej konštrukcie, najmä oddelený kondenzátor, boli použité v mnohých „pirátskych“ motoroch. Aj po roku 1800 sa naďalej stavali motory Newcomenovho typu, do ktorých sa bežne pridávali kondenzátory. Bežne sa montovali aj do existujúcich Newcomenových motorov (tzv. kondenzátor „pickle-pot“).
Ukážky Newcomenových motorov sa okrem iného nachádzajú v Múzeu vedy v Londýne (Anglicko) a vo Fordovom múzeu v Dearborne (Michigan, USA).
V roku 1964 londýnska Newcomenova spoločnosť zariadila, aby bol Newcomenov motor z Hawkesbury Junction v grófstve Warwickshire prevezený do Dartmouthu, kde ho možno vidieť pracovať s hydraulickým zariadením namiesto parného kotla. Podľa Dr. Cyrila Bouchera z Newcomenovej spoločnosti pochádza tento Newcomenov pamätný motor približne z roku 1725, pričom nové ventilové ústrojenstvo a ďalšie časti boli pridané neskôr.
Pravdepodobne posledný komerčne využívaný motor Newcomenovho typu – a posledný, ktorý sa ešte zachoval na pôvodnom mieste – sa nachádza v centre Elsecar Heritage Centre neďaleko Barnsley v grófstve South Yorkshire. Do prevádzkyschopného stavu bol obnovený v rokoch 2012 až 2015, zrekonštruovaný motor odhalil princ Edward, gróf z Wessexu, v máji 2016. Ďalším motorom Newcomen, ktorý je možné ukázať v prevádzke, je moderná replika motora v Black Country Museum v Dudley, West Midlands. Newcomen Memorial Engine v Dartmouthe je možné vidieť v pohybe, ale pracuje pomocou hydrauliky.
Dňa 23. februára 2012 vydala Kráľovská pošta známku s Newcomenovým atmosférickým parným strojom v rámci série „Významní Briti“.
