Biografie van Thomas Newcomen, Steam Engine Inventor

Thomas Newcomen (28 februari 1663 - 5 augustus 1729) was een smid uit Dartmouth, Engeland, die het prototype voor de eerste moderne stoommachine. Zijn machine, gebouwd in 1712, stond bekend als de "Atmospheric Steam Engine".

Snelle feiten: Thomas Newcomen

Vóór de tijd van Thomas Newcomen, stoommachine technology stond nog in de kinderschoenen. Uitvinders zoals Edward Somerset of Worcester, Newcomen's buurman Thomas Savery en Fransen filosoof John Desaguliers deed allemaal onderzoek naar de technologie voordat Thomas Newcomen met de zijne begon experimenten. Hun onderzoek inspireerde uitvinders zoals Newcomen en James Watt om praktische en nuttige stoomaangedreven machines uit te vinden.

Thomas Newcomen werd geboren op 28 februari 1663, een van de zes kinderen van Elias Newcomen (d. 1702) en zijn vrouw Sarah (d. 1666). De familie was stevig middenklasse: Elias was een kosteloze eigenaar, reder en koopman. Na de dood van Sarah hertrouwde Elias op 6 januari 1668 met Alice Trenhale, en het was Alice die Thomas, zijn twee broers en drie zussen opvoedde.

Thomas diende waarschijnlijk als leerling bij een ijzerhandel in Exeter: hoewel er geen gegevens over zijn, begon hij rond 1685 als smid in Dartmouth te handelen. Uit documentair bewijs koopt hij tussen 1694 en 1700 hoeveelheden ijzer tot 10 ton bij verschillende fabrieken, en hij herstelde de Dartmouth Town Clock in 1704. Newcomen had op dat moment een winkel waar gereedschap, scharnieren, spijkers en kettingen werden verkocht.

Op 13 juli 1705 trouwde Newcomen met Hannah Waymouth, de dochter van Peter Waymouth uit Marlborough. Ze kregen uiteindelijk drie kinderen: Thomas, Elias en Hannah.

Thomas Newcomen werd in zijn stoomonderzoek bijgestaan ​​door John Calley (c. 1663-1717), een man uit Brixton, Devonshire. Beiden staan ​​vermeld op het patent voor de atmosferische stoommachine. John Calley (soms gespeld als Cawley) was een glazenmaker - sommige bronnen zeggen dat hij een loodgieter was - die stage liep in Newcomen's werkplaatsen en daarna met hem bleef werken. Samen begonnen ze waarschijnlijk aan het einde van de 17e eeuw aan de stoommachine te werken, en tegen 1707, Newcomen breidde zijn activiteiten uit door in een aantal panden in Dartmouth.

Noch Newcomen noch Calley was geschoold in de machinebouw en ze correspondeerden met de wetenschapper Robert Hookeen vroeg hem hen te adviseren over hun plannen om een ​​stoommachine te bouwen met een stoomcilinder met een zuiger die vergelijkbaar is met die van Denis Papin. Hooke raadde hun plan af, maar gelukkig hielden de koppige en ongeschoolde mechanica zich aan hun plannen: In 1698, Newcomen en Calley maakten een experimentele koperen cilinder met een diameter van 7 inch, verzegeld met een leren flap rond de rand van de zuiger. Het doel van de eerste stoommachines zoals die waarmee Newcomen experimenteerde, was om water uit kolenmijnen af ​​te voeren.

Newcomen werd door de lokale bevolking als een excentrieke en een intrigant beschouwd, maar hij wist wel van de stoommachine die door hem was uitgevonden Thomas Savery (1650–1715). Newcomen bezocht Savery's huis in Modbury, Engeland, 24 kilometer van de plaats waar Newcomen woonde. Savery huurde Newcomen in, een bekwame smid en ijzerhandelaar, om een ​​werkend model van zijn motor te smeden. Newcomen mocht voor zichzelf een kopie maken van de Savery-machine, die hij in zijn eigen achtertuin had opgezet, waar hij en Calley aan het verbeteren van het Savery-ontwerp werkten.

Hoewel de motor die Newcomen en Calley bouwden geen totaal succes was, konden ze in 1708 een octrooi verkrijgen. Dat was voor een motor die een stoomcilinder en zuiger combineert, oppervlaktecondensatie, een aparte ketel en afzonderlijke pompen. Ook genoemd op het octrooi was Thomas Savery, die op dat moment de exclusieve rechten had om oppervlaktecondensatie te gebruiken.

De atmosferische motor, zoals oorspronkelijk ontworpen, maakte gebruik van een langzaam condensatieproces door condenswater aan de buitenkant aan te brengen van de cilinder, om het vacuüm te produceren, wat er op zijn beurt voor zorgde dat de slagen van de motor met zeer lange tussenpozen plaatsvonden. Er werden meer verbeteringen aangebracht, die de snelheid van condensatie enorm verhoogden. De eerste motor van Thomas Newcomen produceerde 6 of 8 slagen per minuut, die hij verbeterde tot 10 of 12 slagen.

De motor van Newcomen stroomde stoom door de haan en omhoog in de cilinder, die de druk van de atmosfeer in evenwicht bracht, en liet de zware pompstang vallen en, door het grotere gewicht dat door de balk werkte, om de zuiger naar de juiste hoogte te brengen positie. De stang droeg indien nodig een tegengewicht. De kraan ging toen open en een waterstraal uit het reservoir kwam de cilinder binnen, waardoor een vacuüm ontstond door condensatie van de stoom. De druk van de lucht boven de zuiger dwong hem vervolgens naar beneden, waardoor de pompstangen weer omhoog gingen en zo werkte de motor voor onbepaalde tijd.

De buis wordt gebruikt om de bovenkant van de zuiger bedekt te houden met water om luchtlekkage te voorkomen - een uitvinding van Thomas Newcomen. Er werden twee manometerkranen en een veiligheidsklep ingebouwd; de gebruikte druk was nauwelijks groter dan die van de atmosfeer en het gewicht van de klep zelf was gewoonlijk voldoende om de buis laag te houden. Het condenswater stroomde samen met het condenswater door de open leiding weg.

Thomas Newcomen paste zijn stoommachine aan zodat deze de pompen kon aandrijven die gebruikt werden bij mijnbouwactiviteiten die water uit mijnschachten verwijderden. Hij voegde een bovenbalk toe, waar de zuiger aan het ene uiteinde en de pompstang aan het andere aan hing.

Thomas Newcomen stierf op 5 augustus 1729 in Londen bij een vriend thuis. Zijn vrouw Hannah overleefde hem, ze verhuisde naar Marlborough en stierf in 1756. Zijn zoon Thomas werd een serge-maker (lakenmaker) in Taunton, en zijn zoon Elias werd een ijzerhandelaar (maar geen uitvinder) zoals zijn vader.

Aanvankelijk werd de stoommachine van Thomas Newcomen gezien als een herhaling van eerdere ideeën. Het werd vergeleken met een zuigermotor aangedreven door buskruit, ontworpen (maar nooit gebouwd) door Christian Huyghens, waarbij de gassen die vrijkomen door de explosie van buskruit worden vervangen door stoom. Een deel van de kwestie waarom Newcomen's werk niet werd erkend, zou kunnen zijn dat Newcomen, in vergelijking met de andere uitvinders van die tijd, een middenklasse smid en de hoger opgeleide en elite uitvinders konden zich gewoon niet voorstellen dat zo iemand iets zou kunnen verzinnen nieuw.

Later werd erkend dat Thomas Newcomen en John Calley de condensatiemethode in de Savery-motor hadden verbeterd. De Franse uitvinder en filosoof John Theophilus Desaguliers (1683–1744) schreef dat de stoommachine van Newcomen veelvuldig werd gebruikt in alle mijndistricten, met name in Cornwall, en werd ook toegepast voor de afvoer van wetlands, de watervoorziening van steden en schepen voortstuwing. De eerste stoomaangedreven locomotief werd uitgevonden in het eerste decennium van de 19e eeuw, gedeeltelijk gebaseerd op de technologie van Newcomen.

• Allen, J.S. 'Newcomen, Thomas (1663–1729).' Een biografisch woordenboek van civiel ingenieurs in Groot-Brittannië en Ierland, Volume 1: 1500-1830. Eds. Skempton, A.W. et al. Londen: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476–78.
• Dickinson, Henry Winram. 'Newcomen en zijn vacuümmotor.' Een korte geschiedenis van de stoommachine. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. 'Thomas Newcomen, uitvinder van de stoommachine.' Technische aanwijzingen 60.7: 9, 2001.
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663–1729)." Woordenboek van nationale biografie Volume 40 Myllar-Nicholls. Ed. Lee, Sidney. Londen: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.