學生傳FB來發問:
瓦特改良蒸氣機課本寫1769,講義寫1782,哪個是對的?
答:
兩個都是瓦特蒸汽機取得專利的年代(出處請見英文維基百科)
所以瓦特有很多技術專利呢!
後記:
2014畢旅時,在高雄科工館看到這樣的展示說明,
兩個年代都有呈現喲:
以下是維基百科的摘要:
1763年,
瓦特得知格拉斯哥大學有一台紐科門蒸汽機(Newcomen steam engine),
但是正在倫敦修理,
他請求學校取回了這台蒸汽機,並親自進行了修理。
修理後,這台蒸汽機勉強可以工作,但是效率很低。
經過大量實驗,瓦特發現效率低的原因是:
由於活塞每推動一次,氣缸裡的蒸汽都要先冷凝,
然後再加熱進行下一次推動,
從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。
1765年,
瓦特想到將冷凝器與氣缸分離開來,
使得氣缸溫度可以持續維持在注入的蒸汽的溫度,
很快建造了一個可以運轉的模型。
但是要想建造一台實際的蒸汽機,還有很長的路要走。
首先是資金,後來瓦特獲得卡倫鋼鐵廠的羅巴克贊助,
開始了新式蒸汽機的試製,並成為新公司的合伙人。
其次的困難,在於活塞與氣缸的加工製造工藝上。
當時的工藝水平下鋼鐵工人更像是鐵匠,
而不是機械師,所以製造的結果很不滿意。
此外,當時的相關專利申請需要國會的認可,
大部分的資金都花費在相關程序上。
由於資金的短缺,瓦特不得不另找了一份運河測量員的工作。
在贊助人羅巴克破產後,
相關專利都由伯明罕一間鑄造廠老闆馬修·博爾頓接手。
與博爾頓的合作,使瓦特得到了更好的設備、資金,以及技術上的支持,
特別是在加工製造工藝方面。
活塞與大型氣缸的密合,最終被約翰·威爾金森(John Wilkinson)解決,
他在改進加農炮的製造時,提出了一種新的精密鏜孔加工技術,
可以用於蒸汽機的製造。
1776年,第一批新型蒸汽機製造成功並應用於實際生產。
這批蒸汽機還只能提供往複直線運動,主要應用於抽水泵上。
在博爾頓的要求下,
瓦特開始繼續研究如何將蒸汽機的直線往複運動轉化為圓周運動,
以便使得蒸汽機能為絕大多數機器提供動力。
一個顯而易見的解決辦法是通過曲柄傳動,
但是該項專利所有人,
約翰·斯蒂德(John Steed)要求同時分享瓦特此前的分離冷凝器的專利,
這一要求被瓦特堅決地拒絕了。
1781年,
瓦特公司的員工威廉·默多克(William Murdoch)發明了一種
稱為「太陽與行星」的曲柄齒輪傳動系統,
並以瓦特的名義成功取得專利,
繞開了曲柄專利的限制,極大地擴展了蒸汽機的應用。
之後的6年,瓦特又對蒸汽機作了一系列改進,並取得專利:
- 發明了雙向氣缸,使得蒸汽能夠從兩端進出,
從而可以推動活塞雙向運動,
而不是以前那樣只能單向推動; - 使用節氣閥門與離心節速器,來控制氣壓與蒸汽機的運轉;
- 發明了一種氣壓示工器,來指示蒸汽狀況;
- 發明了三連桿組,保證氣缸推桿與氣泵的直線運動。
這些革新,使得瓦特的新型蒸汽機的效率是過去的紐科門蒸汽機的5倍。
1794年,瓦特與博爾頓合夥組建了專門製造蒸汽機的公司。
在博爾頓的成功經營下,到1824年就生產了1165台蒸汽機,
瓦特與博爾頓都賺到了不少錢。
資料出處:中文維基百科
感想:
難怪課本說,
工業革命要成功,除了科學家以外,
資金也是不可或缺的一環啊!