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Esquema del motor Newcomen.
- Vapor (rosa), agua (azul)
- Válvulas abiertas (verde), válvulas cerradas (rojo)

El motor atmosférico fue inventado por Thomas Newcomen en 1712, y a menudo se lo denomina simplemente motor Newcomen . El motor se hizo funcionar condensando vapor aspirado al cilindro, creando así un vacío parcial que permitió que la presión atmosférica empujara el pistón hacia el cilindro. Fue el primer dispositivo práctico para aprovechar el vapor para producir trabajo mecánico . [1] [2] Los motores Newcomen se utilizaron en Gran Bretaña y Europa, principalmente para bombear agua fuera de las minas . Se construyeron cientos a lo largo del siglo XVIII.

El diseño posterior del motor de James Watt fue una versión mejorada del motor Newcomen que prácticamente duplicó la eficiencia del combustible . Muchos motores atmosféricos se convirtieron al diseño Watt, por un precio que se basaba en una fracción del ahorro de combustible. Como resultado, Watt es hoy más conocido que Newcomen en relación con el origen de la máquina de vapor .

Precursores [ editar ]

Antes de Newcomen se habían fabricado una serie de pequeños dispositivos de vapor de varios tipos, pero la mayoría eran esencialmente novedades. [3] Alrededor de 1600, varios experimentadores utilizaron vapor para alimentar pequeñas fuentes que funcionaban como una cafetera.. Primero se llenó un recipiente con agua a través de una tubería, que se extendía desde la parte superior del recipiente hasta casi el fondo. La parte inferior de la tubería estaría sumergida en el agua, haciendo que el recipiente sea hermético. A continuación, se calentó el recipiente para hacer hervir el agua. El vapor generado presurizó el recipiente, pero la tubería interior, sumergida en el fondo por líquido y sin cierre hermético en la parte superior, permaneció a menor presión; la expansión del vapor forzó al agua del fondo del recipiente a entrar y subir por la tubería para salir a chorros de una boquilla en la parte superior. Estos dispositivos tenían una eficacia limitada pero ilustraban la viabilidad del principio.

En 1606, el español , Jerónimo de Ayanz y Beaumont demostró y se le concedió una patente para una bomba de agua de vapor. La bomba se utilizó con éxito para drenar las minas inundadas de Guadalcanal, España . [4]

En 1662 Edward Somerset, segundo marqués de Worcester , publicó un libro que contenía varias ideas en las que había estado trabajando. [5] Uno era para una bomba de vapor para suministrar agua a las fuentes; el dispositivo utilizó alternativamente un vacío parcial y presión de vapor. Dos recipientes se llenaron alternativamente con vapor, luego se rociaron con agua fría haciendo que el vapor se condensara; esto produjo un vacío parcial que sacaría agua a través de una tubería desde un pozo hasta el recipiente. Una nueva carga de vapor a presión condujo el agua desde el recipiente a otra tubería hasta un cabezal de nivel superior antes de que el vapor se condensara y se repitiera el ciclo. Trabajando los dos contenedores alternativamente, se podría aumentar la velocidad de entrega al tanque de cabecera.

"Amigo del minero" de Savery [ editar ]

En 1698, Thomas Savery patentó una bomba de vapor a la que llamó "Amigo del minero", [6] esencialmente idéntica al diseño de Somerset y casi con certeza una copia directa. El proceso de enfriamiento y creación del vacío fue bastante lento, por lo que Savery luego agregó un rocío externo de agua fría para enfriar rápidamente el vapor.

La invención de Savery no puede considerarse estrictamente como la primera "máquina" de vapor, ya que no tenía partes móviles y no podía transmitir su potencia a ningún dispositivo externo. Evidentemente, había grandes esperanzas para el Amigo del minero, lo que llevó al Parlamento a extender la vida útil de la patente en 21 años, de modo que la patente de 1699 no caducara hasta 1733. Desafortunadamente, el dispositivo de Savery resultó mucho menos exitoso de lo esperado.

Un problema teórico con el dispositivo de Savery surgió del hecho de que un vacío solo podía elevar el agua a una altura máxima de aproximadamente 30 pies (9 m); a esto se podrían agregar otros 40 pies (12 m), más o menos, elevados por la presión del vapor. Esto fue insuficiente para bombear agua fuera de una mina. En el panfleto de Savery, sugiere colocar la caldera y los contenedores en una repisa en el pozo de la mina e incluso una serie de dos o más bombas para niveles más profundos. Obviamente, estas eran soluciones inconvenientes y era deseable algún tipo de bomba mecánica que funcionara al nivel de la superficie, una que levantara el agua directamente en lugar de "succionarla". Tales bombas ya eran comunes, impulsadas por caballos, pero requerían un accionamiento alternativo vertical que el sistema de Savery no proporcionaba. El problema más práctico se refería a tener una caldera funcionando a presión,la caldera de un motor en Wednesbury explotó , quizás en 1705.

Cilindro y pistón de vapor experimentales de Denis Papin [ editar ]

Louis Figuier en su obra monumental [7] da una cita completa del artículo de Denis Papin publicado en 1690 en Acta eruditorum en Leipzig, titulado "Nouvelle méthode pour obtenir à bas prix des force considérables" (Un nuevo método para obtener fuerzas considerables a bajo precio ). Parece que la idea le vino a Papin mientras trabajaba con Robert Boyle en la Royal Societyen Londres. Papin describe primero verter una pequeña cantidad de agua en la parte inferior de un cilindro vertical, insertar un pistón en una varilla y después de evacuar primero el aire debajo del pistón, colocar un fuego debajo del cilindro para hervir el agua y crear suficiente presión de vapor para levante el pistón hasta el extremo superior del cilindro. A continuación, el pistón se bloqueó temporalmente en la posición superior mediante un pestillo de resorte que encajaba en una muesca de la varilla. Luego se quitó el fuego, lo que permitió que el cilindro se enfriara, lo que condensó el vapor de nuevo en agua, creando así un vacío debajo del pistón. Al extremo del vástago del pistón se unió un cable que pasaba por dos poleas y un peso colgaba del extremo del cable. Al soltar la captura, el pistón fue arrastrado bruscamente hacia el fondo del cilindro por la diferencia de presión entre la atmósfera y el vacío creado; De este modo, se generó suficiente fuerza para levantar un peso de 27 kg (60 lb). Aunque el motor ciertamente funcionó en la medida de lo posible, fue ideado simplemente para demostrar el principio y, habiendo llegado tan lejos, Papin nunca lo desarrolló más, aunque en su artículo sí escribió sobre el potencial de los barcos impulsados ​​por "tubos de fuego". En cambio, se permitió distraerse desarrollando una variante del motor Savery. aunque en su artículo sí escribió sobre el potencial de los barcos impulsados ​​por "tubos de fuego". En cambio, se permitió distraerse desarrollando una variante del motor Savery. aunque en su artículo sí escribió sobre el potencial de los barcos impulsados ​​por "tubos de fuego". En cambio, se permitió distraerse desarrollando una variante del motor Savery.

Introducción y difusión [ editar ]

Newcomen llevó adelante el experimento de Papin y lo hizo viable, aunque existe poca información sobre cómo sucedió exactamente. El principal problema al que Papin no había dado solución era cómo hacer que la acción se repitiera a intervalos regulares. El camino a seguir era proporcionar, como lo había hecho Savery, una caldera capaz de garantizar la continuidad del suministro de vapor al cilindro, proporcionando la carrera de vacío mediante la condensación del vapor y la eliminación del agua una vez que se había condensado. El pistón de potencia estaba colgado por cadenas del extremo de una viga oscilante. A diferencia del dispositivo de Savery, el bombeo era completamente mecánico, el trabajo de la máquina de vapor consistía en levantar una varilla con peso colgada del extremo opuesto de la viga oscilante. La varilla descendió del pozo de la mina por gravedad y accionó una bomba de fuerza, o bomba de poste (o más a menudo una pandilla de dos) dentro del pozo de la mina. La carrera de succión de la bomba era solo para la longitud de la carrera ascendente (cebado), por lo tanto, ya no existía la restricción de 30 pies de una bomba de vacío y el agua podía ser forzada a subir por una columna desde profundidades mucho mayores. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. La carrera de succión de la bomba era solo para la longitud de la carrera ascendente (cebado), por lo tanto, ya no existía la restricción de 30 pies de una bomba de vacío y el agua podía ser forzada a subir por una columna desde profundidades mucho mayores. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. La carrera de succión de la bomba era solo para la longitud de la carrera ascendente (cebado), por lo tanto, ya no existía la restricción de 30 pies de una bomba de vacío y el agua podía ser forzada a subir por una columna desde profundidades mucho mayores. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. en consecuencia, ya no existía la restricción de 30 pies de una bomba de vacío y el agua podía subir por una columna desde profundidades mucho mayores. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. en consecuencia, ya no existía la restricción de 30 pies de una bomba de vacío y el agua podía subir por una columna desde profundidades mucho mayores. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados. La caldera suministraba vapor a una presión extremadamente baja y al principio estaba ubicada inmediatamente debajo del cilindro de potencia, pero también podía colocarse detrás de una pared de separación con una tubería de vapor de conexión. Para hacer todo este trabajo se necesitaba la habilidad de un ingeniero práctico; El oficio de Newcomen como "ferretero" o comerciante de metales le habría proporcionado un conocimiento práctico significativo de qué materiales serían adecuados para tal motor y lo habría puesto en contacto con personas que tenían conocimientos aún más detallados.

Los primeros ejemplos de los que existen registros fiables fueron dos motores en Black Country , de los cuales el más famoso fue el erigido en 1712 en Conygree Coalworks en Bloomfield Road Tipton, ahora el sitio de "The Angle Ring Company Limited", Tipton . [8] Este es generalmente aceptado como el primer motor Newcomen exitoso y seguido por uno construido a una milla y media al este de Wolverhampton . Ambos fueron utilizados por Newcomen y su socio John Calley para bombear minas de carbón llenas de agua. Hoy se puede ver una réplica funcional en el cercano Black Country Living Museum , que se encuentra en otra parte de lo que fue Lord Dudley.'s Conygree Park. Otro motor Newcomen estaba en Cornualles . Su ubicación es incierta, pero se sabe que había una en funcionamiento en la mina Wheal Vor en 1715. [9] Pronto llegaron pedidos de minas húmedas de toda Inglaterra, y algunos han sugerido que se corrió la voz de su logro a través de su Bautista. conexiones. Dado que la patente de Savery aún no se había agotado, Newcomen se vio obligado a llegar a un acuerdo con Savery y operar bajo la patente de este último, ya que su plazo era mucho más largo de lo que cualquier Newcomen podría haber obtenido fácilmente. Durante los últimos años de su vigencia, la patente pertenecía a una empresa no constituida en sociedad, Los Propietarios de la Invención, para obtener agua mediante el fuego .

Aunque su primer uso fue en áreas de minería de carbón, el motor de Newcomen también se usó para bombear agua de las minas de metal en su West Country natal, como las minas de estaño de Cornualles. En el momento de su muerte, Newcomen y otros habían instalado más de un centenar de sus motores, no solo en West Country y Midlands, sino también en el norte de Gales, cerca de Newcastle y en Cumbria. Se construyeron pequeñas cantidades en otros países europeos, incluidos Francia, Bélgica, España y Hungría, también en Dannemora, Suecia . La evidencia del uso de una máquina de vapor Newcomen asociada con las primeras minas de carbón se encontró en 2010 en Midlothian, VA (sitio de algunas de las primeras minas de carbón en los EE. UU.). (Encuesta de Dutton and Associates de fecha 24 de noviembre de 2009).

Diagrama de la máquina de vapor Newcomen

Detalles técnicos [ editar ]

Componentes [ editar ]

Aunque se basaba en principios simples, el motor de Newcomen era bastante complejo y mostraba signos de desarrollo incremental, y los problemas se abordaban empíricamente a medida que surgían. Consistía en una caldera A , generalmente una caldera de pajar, situada directamente debajo del cilindro. Esto produjo grandes cantidades de vapor de muy baja presión, no más de 1 - 2 psi (0.07 - 0.14 bar) - la presión máxima permitida para una caldera que en versiones anteriores estaba hecha de cobre con una parte superior abovedada de plomo y luego ensamblada completamente de pequeñas placas de hierro remachadas. La acción del motor se transmitió a través de un balanceo "Gran haz equilibrado" , el fulcro Ede los cuales descansaba en la pared muy sólida a dos aguas de la casa de máquinas construida expresamente con el lado de la bomba que sobresalía hacia el exterior del edificio, y el motor estaba ubicado en la casa . Las varillas de la bomba se colgaron mediante una cadena desde la cabeza del arco F de la gran viga. Desde la cabeza de arco interna D se suspendió un pistón P que funcionaba en un cilindro B , cuyo extremo superior estaba abierto a la atmósfera por encima del pistóny el extremo inferior cerrado, además del corto tubo de admisión que conecta el cilindro a la caldera; Los primeros cilindros estaban hechos de latón fundido, pero pronto se descubrió que el hierro fundido era más eficaz y mucho más barato de producir. El pistón estaba rodeado por un sello en forma de anillo de cuero, pero como el orificio del cilindro se terminó a mano y no era absolutamente cierto, se tuvo que mantener constantemente una capa de agua en la parte superior del pistón. Instalado en lo alto de la casa del motor había un tanque de agua C (o tanque colector ) alimentado por una pequeña bomba interna colgada de un cabezal de arco más pequeño. El tanque colector suministró agua fría a presión a través de un tubo vertical.para condensar el vapor en el cilindro con una pequeña rama que suministra el agua de sellado del cilindro; en cada carrera superior del pistón, el exceso de agua de sellado caliente se desbordaba por dos tuberías, una hacia el pozo interno y la otra para alimentar la caldera por gravedad.

Operación [ editar ]

El equipo de la bomba era más pesado que el pistón de vapor, por lo que la posición de la viga en reposo era con el lado de la bomba hacia abajo / el lado del motor hacia arriba, lo que se llamaba "fuera de la casa".

Para arrancar el motor, se abrió la válvula reguladora V y se admitió vapor en el cilindro desde la caldera, llenando el espacio debajo del pistón. Luego se cerró la válvula reguladora y la válvula de inyección de agua V ' se abrió y cerró brevemente, enviando un chorro de agua fría al cilindro. Esto condensó el vapor y creó un vacío parcial debajo del pistón. El diferencial de presión entre la atmósfera por encima del pistón y el vacío parcial por debajo empujaba el pistón hacia abajo haciendo la carrera de potencia , llevando la viga "al interior de la casa" y elevando el engranaje de la bomba.

Luego se readmitió vapor al cilindro, destruyendo el vacío y conduciendo el condensado hacia abajo por la tubería de hundimiento o "educción". A medida que el vapor de baja presión de la caldera fluía hacia el cilindro, el peso de la bomba y el engranaje devolvieron la viga a su posición inicial mientras que al mismo tiempo empujaba el agua hacia arriba desde la mina.

Este ciclo se repitió alrededor de 12 veces por minuto.

Válvula snifting [ editar ]

Newcomen descubrió que su primer motor dejaría de funcionar después de un tiempo, y finalmente descubrió que esto se debía a que se admitían pequeñas cantidades de aire en el cilindro con el vapor. El agua generalmente contiene algo de aire disuelto y al hervir el agua se libera con el vapor. Este aire no pudo ser condensado por el rocío de agua y se acumuló gradualmente hasta que el motor se "empapó de viento". Para evitar esto, se agregó una válvula de liberación llamada "clac de trago" o válvula de trago cerca de la parte inferior del cilindro. Esto se abrió brevemente cuando se admitió por primera vez el vapor y se expulsó el gas no condensable del cilindro. Su nombre se deriva del ruido que hacía cuando operaba para liberar el aire y el vapor "como un hombre que lloriquea con un resfriado". [10]

Automatización [ editar ]

Humphry Potter atando sus hilos.

En las primeras versiones, las válvulas o tapones, como se llamaban entonces, eran operados manualmente por el encargado del tapón, pero la acción repetitiva exigía una sincronización precisa, lo que hacía deseable la acción automática. Esto se obtuvo mediante un árbol de tapones que era una viga suspendida verticalmente junto al cilindro desde una pequeña cabeza de arco mediante cadenas cruzadas, cuya función era abrir y cerrar las válvulas automáticamente cuando la viga alcanzaba determinadas posiciones, mediante taqués y escape. Mecanismos que utilizan pesos. En el motor 1712, la bomba de alimentación de agua estaba unida a la parte inferior del árbol de tapones, pero los motores posteriores tenían la bomba afuera suspendida de una pequeña cabeza de arco separada. Existe una leyenda común de que en 1713 unEl chico gallo llamado Humphrey Potter, [11] cuyo deber era abrir y cerrar las válvulas de un motor al que asistía, hizo que el motor actuara automáticamente haciendo que la propia viga abriera y cerrara las válvulas mediante cables y pestillos adecuados [12]. (conocido como el "cordón de alfarero"); [13] sin embargo, el dispositivo de árbol de tapones (la primera forma de engranaje de válvulas ) fue muy probablemente una práctica establecida antes de 1715, y está claramente representado en las primeras imágenes conocidas de motores Newcomen por Henry Beighton (1717) [14](que Hulse cree que representa la locomotora de la mina Griff de 1714) y Thomas Barney (1719) (que representa la locomotora del castillo de Dudley de 1712). Debido a la gran demanda de vapor, el motor tenía que pararse y reiniciarse periódicamente, pero incluso este proceso se automatizaba mediante una boya que subía y bajaba en un tubo vertical fijado a la caldera (¿el primer manómetro ?). La boya estaba unida al scoggen , una palanca con peso que funcionaba para bloquear la válvula de inyección de agua hasta que se había levantado más vapor.

Bombas [ editar ]

La mayoría de las imágenes muestran solo el lado del motor, sin dar información sobre las bombas. La opinión actual es que al menos en los primeros motores, se usaban bombas de fuerza de peso muerto , siendo el trabajo del motor únicamente levantar el lado de la bomba listo para la siguiente carrera descendente de la bomba. Esta es la disposición utilizada para la réplica del castillo de Dudley que funciona efectivamente a la velocidad original establecida de 12 golpes por minuto / 10 galones (54,6 litros) levantados por golpe. Los últimos motores Watt funcionaban con bombas de elevación impulsadas por la carrera del motor y es posible que las versiones posteriores del motor Newcomen también lo hicieran.

Desarrollo y aplicación [ editar ]

Dibujo a lápiz de la máquina de vapor Newcomen mejorada por Smeaton , de Popular Science Monthly circa 1877

Hacia el final de su carrera, el motor atmosférico fue mejorado mucho en sus detalles mecánicos y sus proporciones por John Smeaton , quien construyó muchos motores grandes de este tipo durante la década de 1770. [12] La urgente necesidad de un motor para dar movimiento rotatorio se estaba haciendo sentir y esto fue hecho con un éxito limitado por Wasborough y Pickard utilizando un motor Newcomen para impulsar un volante a través de una manivela. Aunque el principio de la manivela se conocía desde hacía mucho tiempo, Pickard logró obtener una patente de 12 años en 1780 para la aplicación específica de la manivela a las máquinas de vapor; esto fue un revés para Boulton y Watt, quienes consiguieron eludir la patente aplicando el sol y el planeta movimiento a su avanzado motor rotativo de doble efecto de 1782.

En 1725, el motor Newcomen era de uso común en la minería, particularmente en las minas de carbón . Mantuvo su lugar con pocos cambios materiales durante el resto del siglo. El uso del motor Newcomen se extendió en algunos lugares para bombear el suministro de agua municipal; por ejemplo, el primer motor Newcomen en Francia se construyó en Passy en 1726 para bombear agua desde el Sena a la ciudad de París. [15] También se usó para impulsar maquinaria indirectamente, al devolver agua desde debajo de una rueda hidráulica a un depósito encima de ella, de modo que la misma agua pudiera volver a girar la rueda. Entre los primeros ejemplos de esto se encontraba en Coalbrookdale. En 1735 se instaló una bomba de caballos para devolver el agua a la piscina sobre el Viejo Alto Horno. Este fue reemplazado por un motor Newcomen en 1742-173. [16] Varios hornos nuevos construidos en Shropshire en la década de 1750 se alimentaron de manera similar, incluidos los hornos Horsehay y Ketley y los hornos Madeley Wood o Bedlam . [17] Este último no parece haber tenido una piscina sobre el horno, simplemente un tanque al que se bombeaba el agua. En otras industrias, el bombeo con motor era menos común, pero Richard Arkwright usó un motor para proporcionar energía adicional a su fábrica de algodón . [18]

Se hicieron intentos de impulsar la maquinaria con motores Newcomen, pero no tuvieron éxito, ya que la carrera de potencia única produjo un movimiento muy desigual. [ cita requerida ]

Sucesor [ editar ]

Motor de estilo Newcomen en el Elsecar Heritage Center , en 2006

El principal problema con el diseño de Newcomen era que usaba energía de manera ineficiente y, por lo tanto, era costoso de operar. Después de que el vapor de agua del interior se enfrió lo suficiente para crear el vacío, las paredes del cilindro se enfriaron lo suficiente para condensar parte del vapor, ya que se admitió durante la siguiente carrera de admisión. Esto significaba que se estaba usando una cantidad considerable de combustible solo para calentar el cilindro hasta el punto en que el vapor comenzaría a llenarlo nuevamente. Como las pérdidas de calor estaban relacionadas con las superficies, mientras que el trabajo útil estaba relacionado con el volumen, los aumentos en el tamaño del motor aumentaron la eficiencia y los motores Newcomen se hicieron más grandes con el tiempo. Sin embargo, la eficiencia no importaba mucho en el contexto de una mina de carbón, donde el carbón estaba disponible gratuitamente.

El motor de Newcomen solo fue reemplazado cuando James Watt lo mejoró en 1769 para evitar este problema (la Universidad de Glasgow le había pedido a Watt que reparara un modelo de un motor Newcomen ; un modelo pequeño que exageraba el problema). En la máquina de vapor Watt , la condensación tuvo lugar en una unidad condensadora exterior, unida al cilindro de vapor a través de una tubería. Cuando se abría una válvula en la tubería, el vacío en el condensador, a su vez, evacuaría esa parte del cilindro debajo del pistón. Esto eliminó el enfriamiento de las paredes del cilindro principal y demás, y redujo drásticamente el uso de combustible. También permitió el desarrollo de un cilindro de doble efecto., con carreras de potencia tanto hacia arriba como hacia abajo, aumentando la cantidad de potencia del motor sin un gran aumento en el tamaño del motor.

El diseño de Watt, introducido en 1769, no eliminó los motores Newcomen de inmediato. La vigorosa defensa de Watt de sus patentes resultó en el uso continuo del motor Newcomen en un esfuerzo por evitar el pago de regalías . Cuando sus patentes expiraron en 1800 [19] hubo una prisa por instalar motores Watt, y los motores Newcomen fueron eclipsados, incluso en las minas de carbón.

Ejemplos de supervivencia [ editar ]

El Newcomen Memorial Engine se puede ver en funcionamiento en la ciudad natal de Newcomen, Dartmouth , donde fue trasladado en 1963 por la Newcomen Society. Se cree que data de 1725, cuando se instaló inicialmente en Griff Colliery cerca de Coventry. [20]

Se instaló un motor en una mina de carbón en Ashton-under-Lyne alrededor de 1760. [21] Conocido localmente como Fairbottom Bobs , ahora se conserva en el Museo Henry Ford en Dearborn, Michigan . [22]

Una réplica funcional de un motor Newcomen en el Black Country Living Museum

El único motor de estilo Newcomen que aún existe en su ubicación original se encuentra en lo que ahora es Elsecar Heritage Centre , cerca de Barnsley en South Yorkshire. Este fue probablemente el último motor de estilo Newcomen utilizado comercialmente, ya que funcionó desde 1795 hasta 1923. El motor se sometió a extensos trabajos de conservación, junto con su eje y la caja del motor originales, que se completaron en otoño de 2014.

En 1986, se completó una réplica operativa a gran escala de la locomotora de vapor Newcomen de 1712 en el Black Country Living Museum de Dudley. [23] Es la única réplica funcional a tamaño real del motor que existe. [24]El 'camión de bomberos', como se le conocía, es un impresionante edificio de ladrillos del que sobresale una viga de madera a través de una pared. Varillas cuelgan del extremo exterior de la viga y operan bombas en la parte inferior del pozo de la mina que elevan el agua a la superficie. El motor en sí es simple, con solo una caldera, un cilindro y pistón y válvulas de operación. Un fuego de carbón calienta el agua de la caldera, que es poco más que una olla tapada y el vapor generado pasa a través de una válvula al cilindro de latón sobre la caldera. El cilindro mide más de 2 metros de largo y 52 centímetros de diámetro. El vapor en el cilindro se condensa inyectando agua fría y el vacío debajo del pistón tira del extremo interior de la viga hacia abajo y hace que la bomba se mueva. [25]

Un ejemplo estático de un motor Newcomen se encuentra en el Museo de Ciencias . [26]

Ver también [ editar ]

  • Cronología de la energía de vapor
  • Catarata : el dispositivo que rige la velocidad utilizado en los motores de haz.
  • Ferrocarril atmosférico

Referencias [ editar ]

  1. ^ Morris, Charles R. Morris; ilustraciones de JE (2012). El amanecer de la innovación la primera Revolución Industrial Estadounidense (1ª ed.). Nueva York: Asuntos Públicos. pag. 42. ISBN 978-1-61039-049-1.
  2. ^ "Museo de la ciencia - Inicio - Motor atmosférico de Francis Thompson, 1791" . www.sciencemuseum.org.uk . Consultado el 6 de julio de 2009 .
  3. ^ Universidad de Rochester, NY, El crecimiento del recurso de historia en línea de la máquina de vapor , capítulo uno. Archivado el 4 de febrero de 2012 en la Wayback Machine.
  4. ^ García, Nicolás (2007). Mas alla de la Leyenda Negra . Valencia: Universidad de Valencia. págs. 443–454. ISBN 9788437067919.
  5. ^ Century of Inventions Archivado el 7 de agosto de 2007 en la Wayback Machine.
  6. ↑ The Miners Friend Archivado el 11 de mayo de 2009 en Wayback Machine.
  7. ^ Figuer, Louis "Merveilles de la science" Furne Jouvet et Cie, París 1868. Vol 1, págs. 53, 54
  8. ^ Andrew, JH; Allen, JS (2009). "Una confirmación de la ubicación del motor Newcomen de 1712" Dudley Castle "en Coneygree, Tipton". Revista Internacional de Historia de la Ingeniería y la Tecnología . Taylor y Francis. 72 (2): 174-182. doi : 10.1179 / 175812109X449603 . S2CID 111316313 . 
  9. ^ Earl, Bryan (1994). Minería de Cornualles: Las técnicas de la minería de metales en el oeste de Inglaterra, pasado y presente (2ª ed.). St Austell: Publicaciones de Cornish Hillside. pag. 38. ISBN 0-9519419-3-3.
  10. ^ "Un curso de filosofía experimental", John Theophilus Desaguliers, 1744, Vol II p. 474.
  11. ^ Dionysius Lardner, La máquina de vapor explicada e ilustrada familiarmente
  12. ^ a b  Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de una publicación que ahora es de dominio público :  Ewing, James Alfred (1911). " Motor de vapor ". En Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . 25 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 818–850.
  13. ^ "Capítulo 7: Segunda patente" . www.history.rochester.edu. Archivado desde el original el 8 de julio de 2009 . Consultado el 6 de julio de 2009 .
  14. ^ "Biblioteca de imágenes de ciencia y sociedad - Búsqueda" . www.scienceandsociety.co.uk . Consultado el 6 de julio de 2009 .
  15. ^ Rolt, LTC (1963). Thomas Newcomen - La prehistoria de la máquina de vapor . Dawlish: David y Charles. pag. 86.
  16. ^ Belford, P. (2007). "Cascadas sublimes: agua y energía en Coalbrookdale" (PDF) . Revista de Arqueología Industrial . 29 (2): 136. doi : 10.1179 / 174581907x234027 . S2CID 110369508 . Archivado desde el original (PDF) el 22 de febrero de 2012.  
  17. ↑ B. Trinder, Industrial Revolution in Shropshire (3.a ed., Phillimore, Chichester, 2000), 48.
  18. ^ Colinas, Richard L. (1970). Poder en la revolución industrial . Prensa de la Universidad de Manchester. págs. 134-135. ISBN 0719003776.
  19. ^ Michele Boldrin, David K. Levine y Alessandro Nuvolari, ¿Las patentes fomentan u obstaculizan la innovación? El caso de la máquina de vapor - https://fee.org/media/5345/122008freeman-boldrin.pdf
  20. ^ "Recuerdos de Dartmouth - Museo de Dartmouth" . Museo de Dartmouth . Archivado desde el original el 12 de enero de 2013 . Consultado el 22 de mayo de 2012 . El motor que se exhibe en Dartmouth fue donado por la Comisión de Transporte Británica a la Sociedad Newcomen en 1963 y construido dentro de una antigua subestación eléctrica. Este motor en particular fue construido alrededor de 1725 en Griff Colliery, antes de mudarse a otro lugar.
  21. ^ Preece, Geoff; Ellis, Peter (1981). Coalmining, un manual para la Galería de Historia de la Minería del Carbón, Museo de Minería de Salford . Servicios Culturales de la Ciudad de Salford. pag. dieciséis.
  22. ^ Chamber Colliery Co , Grace's Guide , consultado el 17 de septiembre de 2011
  23. ^ Allen, JS (1998). "El 'Castillo de Dudley', 1712, réplica del motor Newcomen, Museo Black Country, Dudley, West Midlands". T. Newcomen Soc. 69 (2): 283-298. doi : 10.1179 / tns.1997.014 .
  24. ↑ Black Country Living Museum: Newcomen Steam Engine
  25. ^ "Newcomen Engine - Black Country Living Museum" .
  26. ^ "En busca del poder" .

Lectura adicional [ editar ]

  • Rolt, LTC; JS Allen (1977). La máquina de vapor de Thomas Newcomen . Hartington: páramos. pag. 160. ISBN 0-88202-171-0.
  • Reimpresión: Rolt, LTC; JS Allen (1998). La máquina de vapor de Thomas Newcomen . Ashbourne Derbs: Landmark Publishing. pag. 160. ISBN 1-901522-44-X.
  • Kanefsky, John; John Robey (1980). "Locomotoras de vapor en Gran Bretaña del siglo XVIII: una evaluación cuantitativa". Tecnología y Cultura . 21 (2): 161–186. doi : 10.2307 / 3103337 . ISSN  0040-165X . JSTOR  3103337 .
  • Hulse, David K. (1999). El desarrollo temprano de la máquina de vapor . Leamington Spa, Reino Unido: TEE Publishing. ISBN 1-85761-119-5.
  • "El crecimiento de la máquina de vapor II"  . Popular Science Monthly . Vol. 12. Diciembre de 1877. ISSN  0161-7370 - vía Wikisource .

Enlaces externos [ editar ]

  • Patrimonio inglés - Récord de monumentos nacionales para el motor Elsecar Newcomen