Silnik parowy

Do dziś różnorakie silniki parowe wytwarzają znaczną część zużywanej przez nas energii. Nawet najbardziej zaawansowane technologie reaktory jądrowe są zaledwie źródłami ciepła przemieniającymi wodę w parę, która porusza turbiny napędzające generatory prądu.

Pierwsza maszyna parowa została skonstruowana w I wieku n.e. przez greckiego uczonego Herona z Aleksandrii. Była to wydrążona kula zawieszona na dwóch rurach doprowadzających do niej parę z niewielkiego kociołka. Para wypełniała kulę i uchodziła następnie przez dwie inne, odpowiednio wygięte rurki wyprowadzone z przeciwległych stron kuli.

W maszynie tłokowej skonstruowanej w 1710 roku przez innego Anglika, Thomasa Newcomena, para podnosiła tłok wewnątrz cylindra. Następnie cylinder schładzano, aby spowodować kondensacje pary, co zmniejszałoby ciśnienie wewnątrz cylindra tak dalece, że zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne powodowało ruch powrotny tłoka w dół. Maszyna ta była wykorzystywana do napędu pomp wypompowujących wodę z kopalń. Maszyna Newcomena była bardzo powolna i nieefektywna. Brało się to stąd, że po schłodzeniu, a przed napuszczeniem nowej porcji pary, cylinder musiał być ponownie rozgrzany. Inaczej para skropliłaby się natychmiast, zamiast popchnąć tłok do góry. Problem ten został rozwiązany przez szkockiego inżyniera Jamesa Watta.

James Watt (1736-1819), inżynier i wynalazca. W 1769 uzyskał patent na zmodernizowany silnik parowy Thomasa Newcomena. Następnie zbudował parowy silnik dwustronny (1782). W 1784 otrzymał patent na tzw. „uniwersalny silnik parowy z odśrodkowym regulatorem obrotów”. Model ten przyczynił się do szybkiego postępu rewolucji przemysłowej. W 1775 założył wraz z M. Boultonem pierwszą na świecie fabrykę maszyn parowych w Soho pod Birmingham, do 1800 wyprodukował ich 250 egzemplarzy.

W silniku Watta skonstruowanym w 1769 roku, para kondensowała nie w cylindrze, lecz w osobnym zbiorniku. Ponieważ cylinder nie był na przemian rozgrzewany i chłodzony, malały straty ciepła w silniku. Silnik Watta był bez porównania szybszy od poprzednika, gdyż nowa porcja pary mogła zostać wpuszczona do cylindra zaraz po tym, jak tłok osiągnął wyjściowe położenie. To i inne usprawnienia uczyniły maszynę parową użyteczną dla przeróżnych zastosowań.

W epoce wiktoriańskiej lokomotywy parowe zrewolucjonizowały transport lądowy. Natomiast parowce, transport wodny. Ponadto silniki parowe napędzały maszyny drukarskie, przędzalnie, tkalnie, a także maszyny pralnicze w „pralniach parowych”. Maszyny parowe poruszały karuzele na wesołych miasteczkach, a niektórzy farmerzy używali energii pary do prac polowych. Używano napędzanych parą odkurzaczy, istniały również parowe urządzenia do masarzu skóry głowy, zainstalowane w najlepszych zakładach fryzjerskich.

Pierwsza maszyna parowa w Królestwie Polskim została uruchomiona w roku 1839 na terenie zakładów tekstylnych Ludwika Geyera. Urządzenie to miało moc 60KM, a uzyskana moc była przenoszona do urządzeń tkackich za pomocą systemu pasów transmisyjnych.