Энергия и цивилизация

Рисунок 5.2. Паровые двигатели Ньюкомена и Уатта. В двигателе Ньюкомена, построенном Джоном Смитоном в 1772 году, котел размещался под цилиндром, и пар конденсировался внутри цилиндра, при впрыскивании воды из трубы, ведущей к его нижней правой стороне

(слева). В двигателе Уатта, построенном в 1788 году, котел размещался в собственном кожухе, цилиндр был заключен в изолирующую паровую рубашку, и отдельный конденсатор соединялся с воздушным насосом, поддерживая вакуум (справа). Воспроизведено из Farey (1827)

Примечание 5.3. Патент Уатта 1769 года

Вот как Уатт объяснял улучшения в конструкции:

«Мой метод уменьшения потребления пара и, следовательно, топлива в огненных машинах сводится к следующим принципам: во-первых, тот сосуд, в котором находится мощность пара, необходимая для выполнения работы, который зовется цилиндром в обычных огненных машинах и который я зову паровым сосудом, должен во все время, что машина работает, поддерживаться столь же горячим, как и входящий в него пар…

Во-вторых, в машинах, которые работают целиком или частично благодаря конденсации пара, пар должен конденсироваться в сосудах, отличных от паровых сосудов или цилиндров, хотя время от времени соединяющихся с ними. Эти сосуды я зову конденсаторами, и в то время когда машины работают, эти конденсаторы должны по меньшей мере сохраняться столь же холодными, как окружающий машину воздух, посредством приложения воды или иных холодных тел.

В-третьих, чтобы воздух или другой эластичный пар не конденсировался холодом конденсатора и не мог тем самым препятствовать работе машины, его нужно вытягивать из паровых сосудов или конденсаторов посредством выкачивания насосами, приводимыми в движение самой машиной, или иным образом» (Watt 1855 [1769], 2).

Усовершенствованная паровая машина Уатта почти немедленно возымела коммерческий успех, и легко видеть, какое влияние она оказала за пределами индустрии добычи угля, в производстве и транспорте (Thurston 1878; Dalby 1920; von Tunzelman 1978). Но это успех, измеренный относительно промышленного фона второй половины XVIII века: общее применение улучшенных двигателей было незначительным на шкале современного массового производства. К 1800 году, когда закончился срок исходного патента в 25 лет (определенный Актом о паровых машинах от 1775 года), компания, владельцами которой были Уатт и Болтон, изготовила около 500 двигателей, 40 % из них – для откачки воды. Средняя мощность их составляла около 20 кВт, что более чем в пять раз превосходило среднее значение для типичной водяной мельницы того времени, и в три раза – для ветряной.