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2018紐約備課:美軍最重要的逃生配備

在紐約參觀美國航空母艦無畏號時, 聽導覽機解說,      一位退伍士兵表示,   他認為這是美軍最重要的逃生配備:

瓦特你到底哪一年改良蒸汽機啦?

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

螢幕截圖 2014-01-12 20.26.32

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:

2014-01-16 16.30.12


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!