| Nascita |
24 febbraio 1663 Dartmouth |
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| Morte |
5 agosto 1729(a 66 anni) Londra |
| Sepoltura | Cimitero di Bunhill Fields |
| Attività | Inventore , ingegnere , ferramenta |
| Religione | Battesimo |
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Thomas Newcomen è un meccanico inglese, nato il24 febbraio 1663 aDartmouth(Devon,Inghilterra), morì il5 agosto 1729.
La regione del Devon era ricca di stagno e vi venivano gestite molte miniere . L'evacuazione delle acque di infiltrazione era quindi un grave problema e l'allagamento dei pozzi impediva l'estrazione del minerale da una certa profondità. Il contributo di Newcomen è stato quello di sviluppare un motore a vapore che possa essere utilizzato per la disidratazione e che successivamente sostituirà tutte le macchine tradizionalmente dipendenti dalla forza di un fiume.
Newcomen sviluppò il suo motore a vapore con il suo partner Thomas Savery nel 1712. Savery aveva proposto una "macchina del focolare" funzionante come una specie di termosifone . Il dispositivo consisteva in un serbatoio vuoto collegato da un tubo a un pozzetto sul fondo della miniera. Nella vasca è stato immesso vapore a bassa pressione, poi condensato mediante nebulizzazione di acqua fredda, per produrre un relativo vuoto aspirando il pistone della macchina sotto l'effetto della pressione atmosferica che è di circa 1 kg / cm 2 che agisce sull'altra faccia del pistone (faccia esterna). La bilancia aziona il pistone di una pompa che espira l'acqua da un pozzetto. L'acqua trattenuta nel serbatoio è stata drenata e il processo è stato ripetuto. Questa "macchina del focolare" non era molto efficiente e poteva funzionare solo al di sotto di una profondità ridotta.
Sulle prime macchine il cilindro era un prisma a sezione quadrata. Il motore a vapore è stato utilizzato per pompare l'acqua nelle miniere di carbone.
Newcomen ha progettato una macchina a pendolo , costituita da una grande trave di legno che oscilla attorno a un perno centrale. Da un lato di questa bilancia partiva una catena collegata ad una pompa sul fondo della miniera, e dall'altro una catena era collegata allo stelo di un pistone che può muoversi all'interno di un cilindro verticale aperto alla sua estremità superiore. La tenuta era assicurata da un primitivo sigillo costituito da una corda di canapa avvolta attorno al pistone, la cui circonferenza era smussata. Questa corda, gonfia di umidità, veniva pressata per mezzo di pesi metallici.
Nel cilindro veniva immesso vapore a bassa pressione, prodotto nel pallone di una caldaia. Si creava quindi un vuoto da uno spruzzo di acqua che condensa il vapore e la pressione atmosferica esercitata sulla faccia superiore del pistone ne fa scendere. Questo movimento azionava le parti mobili della pompa, che poi tornavano nella loro posizione iniziale grazie al loro stesso peso. Il vapore veniva quindi immesso nuovamente sotto il pistone, espellendo la condensa attraverso un tubo di spurgo, e rinnovando il processo.
Il vapore viene prodotto in A e passa nel cilindro B dal tubo C . In questo vapore cilindro spinge il pistone D verso l'alto, come nella macchina di Papin , aiutata dal contrappeso K . Il collegamento tra il pistone D e la trave F (le cui estremità sono terminate da archi di cerchio ) è assicurato dallo stelo fisso E e da una catena. Il contrappeso K è fissato tramite la catena H all'altra estremità della trave. L'asta della pompa è fissata alla base del contrappeso. Questa canna viene spinta su e giù dal corrispondente movimento del contrappeso. Quando l'ingresso del vapore attraverso il tubo C viene bloccato dalla valvola di intercettazione, il contenuto del cilindro è confinato. Acqua dal serbatoio L viene iniettato nel cilindro attraverso il tubo P . Questa acqua iniettata nel cilindro accelera la condensazione del vapore nel cilindro che crea un vuoto (relativo). Il pistone viene quindi spinto verso il basso dalla pressione dell'aria esterna (ambiente), il pistone provoca anche il fascio F . Questo movimento solleva il contrappeso K e anche l'asta I della pompa verso l'alto (questo è quando questo produce il pompaggio dell'acqua dal fondo del pozzo, l'asta lavora in trazione ). Il tubo R scarica l'acqua condensata, la parte immersa del tubo (che ha la forma di una U) è rappresentata dalla lettera S . e chiudendo saldamente il circuito del cilindro. M è il legame di una piccola pompa ausiliaria che riempie il serbatoio L attraverso il tubo N . Nella versione originale le valvole di intercettazione erano azionate manualmente.
Valvola “sniffing”: Newcomen nota che dopo diversi cicli la macchina si ferma. Questa proviene dall'aria disciolta nell'acqua (dalla caldaia e dal getto di condensa) che si accumula nel tempo nel bollitore. Una valvola viene aggiunta nella parte inferiore del cilindro per rilasciare quest'aria. Questa valvola è caricata di piombo in modo che si apra solo quando la pressione è massima. Quando il pistone è abbassato e il cilindro è in comunicazione con la caldaia, la valvola "sniffer" si apre e fa uscire aria e un po 'di vapore. Si richiude quando il pistone, salendo, scopre il cilindro freddo, che abbassa leggermente la pressione nel cilindro. Il suo nome deriva dal rumore che produce.
Inizialmente, le valvole di ingresso del vapore e dell'acqua spray erano azionate manualmente. È stato riferito che nel 1713 un ragazzo di nome Humphrey Potter, incaricato di aprire e chiudere le valvole della macchina, la azionò senza assistenza posizionando correttamente funi e tappi per aprire e chiudere le valvole. Questo dispositivo fu semplificato nel 1718 da Henry Beighton, che sospese al pendolo una barra che agiva su aste che azionavano le valvole.
Newcomen realizzò una macchina commerciabile nel 1711 , equivalente a sei cavalli o circa 4.500 watt . Nel 1712, Newcomen e John Calley costruirono la loro prima macchina vicino a un pozzo di miniera allagato e la pomparono per ore per dimostrare la sua potenza. È stato poi utilizzato nello stesso anno dalla Conygree Coalworks vicino a Dudley nelle Midlands occidentali, e una replica funzionante di questa macchina può essere vista in un museo vicino, il Black Country Living Museum . Presto arrivarono ordini per le miniere delle zone umide da tutta l'Inghilterra. Newcomen ha condiviso il suo brevetto con Savery, grazie all'uso del suo sistema di irrigazione. La macchina di Newcomen è stata ampiamente utilizzata nelle miniere di disidratazione nel sud-ovest dell'Inghilterra, in particolare nelle miniere di stagno della Cornovaglia .
Alla sua morte, Newcomen aveva installato più di cento delle sue macchine, nel sud-ovest dell'Inghilterra, nelle Midlands , nel Galles del nord e in Cumbria . Le macchine di Newcomen e le loro case macchine , alte più di 10 metri sormontate da una ciminiera, si moltiplicano e letteralmente dominano il paesaggio dei bacini industriali fino a diventarne un elemento caratteristico.
La prima macchina del continente fu installata nel 1721 dall'irlandese John O'Kelly in una miniera di carbone a Jemeppe-sur-Meuse in Belgio .
Nel 1725 , queste macchine erano di uso comune nelle miniere di carbone, dove furono utilizzate senza grandi cambiamenti per tre quarti di secolo. John Smeaton , che costruì molte di queste macchine intorno al 1770 , lo migliorò con molti dettagli tecnici.