Moteur à vapeur de Thomas Savery

Thomas Savery est né dans une famille bien connue à Shilston, en Angleterre, vers 1650. Il était bien éduqué et montrait un grand penchant pour la mécanique, les mathématiques, l'expérimentation et l'invention.

L'une des premières inventions de Savery a été une horloge, qui reste dans sa famille à ce jour et est considérée comme un mécanisme ingénieux. Il a ensuite inventé et breveté la disposition des roues à aubes entraînées par des cabestans pour propulser les navires par temps calme. Il a présenté l'idée à l'Amirauté britannique et au Wavy Board, mais sans succès. Le principal objecteur était l'arpenteur de la Marine qui a congédié Savery avec la remarque: "Et les personnes entrelacées, qui ne nous concernent pas, prétendent-elles inventer ou inventer des choses pour nous?"

Savery n'a pas été dissuadé - il a adapté son appareil à un petit navire et a exposé son opération sur la Tamise, bien que l'invention n'ait jamais été introduite par la Marine.

Savery a inventé le machine à vapeur quelque temps après le début de ses roues à aubes, une idée d'abord conçue par Edward Somerset, Marquis de Worcester, ainsi que quelques autres inventeurs antérieurs. Selon certaines rumeurs, Savery a lu le livre de Somerset décrivant d’abord l’invention et a ensuite tenté d’en détruire toutes les preuves en prévision de sa propre invention. Il aurait acheté tous les exemplaires qu'il pouvait trouver et les aurait brûlés.

Bien que l'histoire ne soit pas particulièrement crédible, une comparaison des dessins des deux moteurs - Savery et Somerset - montre une ressemblance frappante. À tout le moins, Savery mérite le mérite de l'introduction réussie de ce moteur "semi-omnipotent" et "commandant l'eau". Il a breveté la conception de son premier moteur le 2 juillet 1698. Un modèle de travail a été soumis à la Royal Society de Londres.

Savery a dû faire face à des dépenses constantes et embarrassantes dans la construction de sa première machine à vapeur. Il devait garder les mines britanniques - et en particulier les fosses profondes de Cornwall - exemptes d'eau. Il a finalement achevé le projet et a mené avec succès quelques expériences avec lui, exposant un modèle de sa "pompe à incendie" devant le roi Guillaume III et sa cour à Hampton Court en 1698. Savery a ensuite obtenu son brevet sans délai.

Le titre du brevet se lit comme suit:

"Une concession à Thomas Savery du seul exercice d'une nouvelle invention inventée par lui, pour élever de l'eau, et occasionner le mouvement à toutes sortes de moulins, par la force importante du feu, qui sera d'une grande utilité pour le drainage des mines, desservant les villes avec de l'eau, et pour le fonctionnement de toutes sortes de moulins, quand ils n'ont pas le bénéfice de l'eau ni constante les vents; détenir pendant 14 ans; avec les clauses habituelles. "

Savery a ensuite fait savoir au monde son invention. Il a commencé une campagne de publicité systématique et réussie, ne manquant aucune occasion de faire connaître ses plans non seulement mais bien compris. Il a obtenu la permission de comparaître avec son modèle de pompier et d'expliquer son fonctionnement lors d'une réunion de la Royal Society. Le procès-verbal de cette réunion se lisait comme suit:

"M. Savery a amusé la Société en montrant son moteur pour faire monter l'eau par la force du feu. Il a été remercié d'avoir montré l'expérience, qui a réussi selon les attentes, et a été approuvé. "

Espérant introduire sa pompe à incendie dans les districts miniers de Cornwall comme moteur de pompage, Savery a rédigé un prospectus pour une diffusion générale. "L'ami du mineur; ou, Description d'un moteur pour faire monter l'eau par le feu.”

Le prospectus de Savery a été imprimé à Londres en 1702. Il procéda à sa distribution parmi les propriétaires et gérants de mines, qui constataient à cette époque que l'écoulement de l'eau à certaines profondeurs était si important qu'il empêchait l'exploitation. Dans de nombreux cas, le coût du drainage n'a laissé aucune marge de profit satisfaisante. Malheureusement, bien que la pompe à incendie de Savery ait commencé à être utilisée pour fournir de l'eau aux domaines, maisons de campagne et autres établissements privés, il n’a pas été largement utilisé par les mines. Le risque d'explosion des chaudières ou des récepteurs était trop grand.

Il y avait d'autres difficultés dans l'application du moteur Savery à de nombreux types de travaux, mais c'était le plus grave. En fait, des explosions se sont produites avec des résultats fatals.

Lorsqu'ils sont utilisés dans des mines, les moteurs sont nécessairement placés à moins de 30 pieds ou moins du niveau le plus bas et peuvent potentiellement devenir submergés si l'eau monte au-dessus de ce niveau. Dans de nombreux cas, cela entraînerait la perte du moteur. La mine resterait "noyée" à moins qu'un autre moteur ne soit acheté pour la pomper.

La consommation de carburant avec ces moteurs était également très importante. La vapeur n'a pas pu être générée économiquement car les chaudières utilisées étaient de formes simples et présentées trop peu surface chauffante pour assurer un transfert complet de chaleur des gaz de combustion à l'eau de la chaudière. Ces déchets dans la génération de vapeur ont été suivis de déchets encore plus sérieux dans leur application. Sans expansion à l'expulsion de l'eau d'un récepteur métallique, les côtés froids et humides absorbaient la chaleur avec la plus grande avidité. La grande masse du liquide n'a pas été chauffée par la vapeur et a été expulsée à la température à laquelle elle a été soulevée par le bas.

Savery a ensuite commencé à travailler avec Thomas Newcomen sur une machine à vapeur atmosphérique. Newcomen était un forgeron anglais qui a inventé cette amélioration par rapport à la conception précédente de Slavery.

La machine à vapeur Newcomen utilise la force de la pression atmosphérique. Son moteur pompait de la vapeur dans un cylindre. La vapeur a ensuite été condensée par de l'eau froide, ce qui a créé un vide à l'intérieur du cylindre. La pression atmosphérique résultante actionnait un piston, créant des coups vers le bas. Contrairement au moteur que Thomas Savery avait breveté en 1698, l'intensité de la pression dans le moteur de Newcomen n'était pas limitée par la pression de la vapeur. Avec John Calley, Newcomen a construit son premier moteur en 1712 au sommet d'un puits de mine rempli d'eau et l'a utilisé pour pomper l'eau de la mine. Le moteur Newcomen était le prédécesseur du moteur Watt et c'était l'une des technologies les plus intéressantes développées au cours des années 1700.

James Watt était un inventeur et ingénieur en mécanique né à Greenock, en Écosse, réputé pour ses améliorations de la machine à vapeur. Alors qu'il travaillait pour l'Université de Glasgow en 1765, Watt fut chargé de réparer un moteur Newcomen, considéré comme inefficace mais toujours le meilleur moteur à vapeur de son temps. Il a commencé à travailler sur plusieurs améliorations de la conception de Newcomen. Le plus notable était son 1769 brevet pour un condenseur séparé relié à une bouteille par une soupape. Contrairement au moteur de Newcomen, la conception de Watt avait un condenseur qui pouvait être maintenu au frais pendant que le cylindre était chaud. Le moteur de Watt est rapidement devenu la conception dominante de toutes les machines à vapeur modernes et a contribué à la révolution industrielle. Une unité de puissance appelée watt porte son nom.