מנוע הקיטור של ניוקומן

'''מנוע הקיטור של ניוקאמן''' נקרא על שם תומאס ניוקאמן. זה היה המכשיר הראשון שניצל בצורה יעילה את כוח הקיטור (אדי מים) כדי לבצע עבודה מכנית. המנוע שימש בעיקר לשאיבת מים ממכרות והיה נפוץ באנגליה ובאירופה במחצית הראשונה של המאה ה-18. לעתים קוראים לו גם "מנוע אטמוספירי", כי הוא עובד באמצעות הלחץ האטמוספרי (לחץ האוויר שסביבנו).

לפני ניוקאמן בנו כמה מכונות קיטור קטנות, בעיקר לשעשוע. באמצע המאה ה-17 הוצעו רעיונות שימושיים יותר. מרקיז סומרסט ב-1662 תכנן מזרקה שהשתמשה בתת-לחץ (ואקום) שנוצר מעיבוי הקיטור כדי לשאוב מים. הרעיון היה למלא מכלים בקיטור ואז לקיררם, וכך ליצור ואקום שישאב מים.

כבר ב-1690 דני פפן תיאר מנוע שמורכב מצילינדר אנכי ובוכנה (בוכנה = חלק שמזיזים בתוך גליל). פפן מילא את הצילינדר במים, חימם אותם כדי להרים את הבוכנה, ואז קירר כדי לייצר ואקום שדחף אותה מטה. הוא בנה דגם, אבל לא פיתח את המכשיר באופן מעשי.

ב-1698 תומאס סייוורי קיבל פטנט על משאבה בשם "The Miner's Friend". היא פעלה בדומה לרעיון של סומרסט, והשתמשה בקירור הקיטור ליצירת תת-לחץ ששאב מים. לשיטה זו היה גבול תאורטי לעומק השאיבה, כעשרה מטרים, בגלל לחץ האוויר. לכן היא לא התאימה תמיד למכרות עמוקים.

ניוקאמן פיתח פתרון אחר: מנוע קורה (beam engine). בוכנת הקיטור חוברה לקורה ארוכה שנעה כנדנדה. הקורה העבירה את התנועה למשאבת מים בתחתית המכרה. ב-1712 השלים ניוקאמן מנוע מסחרי ראשון. הוא הראה את המכשיר ב-1713 ושכנע בעלי מכרות להשתמש בו. עד מותו התקין מעל מאה מנועים, והטכנולוגיה התפשטה ברחבי אירופה. בגלל פטנט של סייוורי נאלץ ניוקאמן לפעול בהסדרים משפטיים בתחילה.

המנוע כלל דוד קיטור פשוט ("ערימת שחת") שייצר קיטור בלחץ נמוך בלבד (בערך 1, 2 psi). הצילינדר היה פתוח לאוויר מעל הבוכנה. את הבוכנה אטמו באמצעות חבל פשתן מושרך ומשקולות. בתחילת המחזור הכניסו קיטור לצילינדר, ואז סגרו שסתום והזרימו מים קרים לתוכו. המים הקירו את הקיטור, נוצר תת-לחץ, והלחץ האטמוספירי שעלה על הבוכנה דחף אותה מטה. התזוזה הזו הודרה דרך הקורה אל משאבת המים. בשלב מאוחר יותר שסתומים אלו הופעלו באופן אוטומטי באמצעות מנגנון חבלים ותפסים, שאולי הומצא על ידי נער בשם המפרי פוטר. רפליקת מנוע ידועה משנת הדגם מספקת כ-12 פעימות בדקה, כ-10 גלונים בכל פעימה.

החיסרון העיקרי היה נצילות נמוכה. קירור הצילינדר בכל מחזור הביא לאובדן חום רב, ולכן נשרף פחם רב. זה סיכל שימוש רחב במקומות שבהם פחם היה יקר. פתרון משמעותי נבע מתיקוניו של ג'יימס ואט. ואט הוסיף "מעבה" נפרד לעיבוי הקיטור, וכך חיסך דלק. הוא גם פיתח מנוע בעל פעולה כפולה, מתאים יותר לתעשייה. ואט בנה את מנועו הראשון ב-1769, ובסוף המאה ה-18 מנועיו החלו להחליף את אלה של ניוקאמן. כאשר פקע פטנט סייוורי ב-1790, מנועי ניוקאמן נעלמו כמעט לחלוטין.

'''מנוע הקיטור של ניוקאמן''' נקרא על שמו של תומאס ניוקאמן. זה היה המנוע הראשון שעבד טוב עם קיטור. קיטור = אדי מים חמים.

לפניו ניסו אנשים להפעיל מזרקות בקיטור. סומרסט חשב להשתמש בתת-לחץ (ואקום = ריק) לשאיבת מים.

פפן בנה מכונה עם גליל ובוכנה (בוכנה = חלק שנעה בתוך גליל). הוא חימם וקירר מים, והבוכנה נעה. סייוורי בנה משאבה בשם "The Miner's Friend". היא שאבה מים, אבל לא עמוקים יותר מכעשרה מטרים.

ניוקאמן חיבר את הבוכנה לקורה ארוכה שנעה כמו נדנדה. הקורה הפעילה משאבה בתחתית המכרה. המנוע של ניוקאמן הופעל לראשונה ב-1712. הוא עזר להרבות לשאוב מים ממכרות.

דוד חימם מים ויצר קיטור. הקיטור נכנס לצילינדר (גליל). אז הזרימו מים קרים לצילינדר. הקיטור התעבה ונוצר ואקום. האוויר שמעל הבוכנה דחף אותה מטה. התנועה הזאת העבירה מים החוצה בעזרת הקורה.

אי־היעילות של המנוע בזבזה פחם. ג'יימס ואט המציא מעבה נפרד. זה חסך דלק ושיפר את המנוע. אחרי כן מנועי ואט החליפו את מנועי ניוקאמן.