Thomas Savery - Thomas Savery

Thomas Savery
Thomas Savery.gif
Nascer c. 1650
Shilstone , Modbury , Devon, Inglaterra
Faleceu 1715
Londres
Nacionalidade inglês
Ocupação Engenheiro

Thomas Savery ( / s v ər i / ;. C 1650-15 de Maio de 1715) foi um inventor Inglês e engenheiro, nascido em Shilstone, uma mansão perto de Modbury , Devon, Inglaterra. Ele inventou o primeiro dispositivo movido a vapor de uso comercial , uma bomba de vapor que costuma ser chamada de "motor", embora não seja tecnicamente um motor. A bomba de vapor de Savery foi um método revolucionário de bombeamento de água, que resolveu o problema de drenagem da mina e tornou possível o abastecimento público generalizado.

Carreira

Savery se tornou um engenheiro militar, chegando ao posto de capitão em 1702, e passava seu tempo livre realizando experimentos em mecânica. Em 1696 obteve a patente de uma máquina para polir vidro ou mármore e outra para "remar navios com maior facilidade e expedição do que até então feito por qualquer outra" que envolvia rodas de pás movidas por cabrestante e que foi dispensado pelo Almirantado na sequência de um relatório negativo do Surveyor of the Navy , Edmund Dummer .

Savery também trabalhou para os Sick and Hurt Commissioners , contratando o fornecimento de medicamentos para a Navy Stock Company, que era ligada à Society of Apothecaries . Seus deveres em nome deles o levaram a Dartmouth, e provavelmente foi assim que ele entrou em contato com Thomas Newcomen .

Bomba a vapor

Bomba de incêndio, sistema Savery, 1698.

Em 2 de julho de 1698, Savery patenteou uma bomba a vapor, "Uma nova invenção para elevar a água e ocasionar movimento a todos os tipos de moinhos pela força impelente do fogo, que será de grande utilidade e vantagem para drenar minas, servindo cidades com água, e para o funcionamento de todos os tipos de moinhos onde não tenham o benefício da água nem dos ventos constantes. " Ele a demonstrou para a Royal Society em 14 de junho de 1699. A patente não tinha ilustrações ou mesmo descrição, mas em 1702 Savery descreveu a máquina em seu livro The Miner's Friend; ou, Um motor para aumentar a água pelo fogo , no qual ele afirmava que poderia bombear água para fora das minas .

Esquema da operação do motor Savery. O motor suga água em válvulas com um e c fechadas, e as válvulas B e d abrir. Ele empurra a água para cima com as válvulas a e c abertas e as válvulas b e d fechadas.

A bomba de Savery era uma bomba sem pistão, sem peças móveis, exceto das torneiras. Foi operado primeiro levantando vapor na caldeira; o vapor foi então admitido em um dos primeiros vasos de trabalho, permitindo que ele fosse expelido por um cano de descarga para a água que deveria ser elevada. Quando o sistema estava quente e, portanto, cheio de vapor, a torneira entre a caldeira e o vaso de trabalho era fechada e, se necessário, a parte externa do vaso era resfriada. Isso fez com que o vapor dentro dele condensasse, criando um vácuo parcial, e a pressão atmosférica empurrava a água pelo cano de descarga até que o tanque estivesse cheio. Neste ponto, a torneira abaixo do vaso foi fechada, e a torneira entre ela e o tubo ascendente aberta, e mais vapor foi admitido da caldeira. À medida que a pressão do vapor aumentava, ela forçava a água do vaso pelo tubo ascendente até o topo da mina.

O 1698 Savery Engine

No entanto, sua bomba teve quatro problemas sérios. Primeiro, toda vez que a água era admitida no vaso de trabalho, grande parte do calor era desperdiçado no aquecimento da água que estava sendo bombeada. Em segundo lugar, o próximo estágio do processo exigia vapor de alta pressão para forçar a água a subir, e as juntas soldadas da bomba mal eram capazes de suportar vapor de alta pressão e precisavam de reparos frequentes. Terceiro, embora esta bomba usasse pressão de vapor positiva para empurrar a água para cima (sem limite teórico para a altura em que a água poderia ser elevada por uma única bomba de alta pressão), considerações práticas e de segurança significavam que, na prática, para limpar a água de um a mina profunda precisaria de uma série de bombas de pressão moderada desde o nível do fundo até a superfície. Quarto, a água foi empurrada para dentro da bomba apenas pela pressão atmosférica (trabalhando contra um 'vácuo' de vapor condensado), então a bomba não tinha que estar mais do que cerca de 30 pés (9,1 m) acima do nível da água - exigindo que fosse instalado, operado e mantido em minas escuras por toda parte.

Lei da viatura de incêndio

A patente original de Savery de julho de 1698 dava proteção de 14 anos; no ano seguinte, 1699, foi aprovada uma Lei do Parlamento que estendeu sua proteção por mais 21 anos. Esta lei ficou conhecida como "Lei das Máquinas de Bombeiros". A patente muito ampla de Savery cobria todas as bombas que levantavam água pelo fogo e, portanto, dificultou o desenvolvimento inicial de máquinas a vapor nas Ilhas Britânicas.

O arquiteto James Smith de Whitehill adquiriu os direitos de uso da bomba de Savery na Escócia . Em 1699, ele entrou em um acordo com o inventor e, em 1701, obteve uma patente do Parlamento da Escócia , baseada na concessão de Savery na Inglaterra e projetada para ser válida pelo mesmo período de tempo. Smith descreveu a máquina como "um motor ou invenção para elevar a água e ocasionar o movimento do moinho pela força do fogo", e afirmou tê-la modificado para bombear de uma profundidade de 14 braças , ou 84 pés.

Na Inglaterra, a patente de Savery significou que Thomas Newcomen foi forçado a fazer parceria com ele. Em 1712, os arranjos foram feitos entre os dois homens para desenvolver o projeto mais avançado da máquina a vapor de Newcomen , que foi comercializado sob a patente de Savery, adicionando tanques de água e hastes de bomba para que as minas de água mais profundas pudessem ser acessadas com energia a vapor. O motor de Newcomen funcionava puramente pela pressão atmosférica, evitando assim os perigos do vapor de alta pressão, e usou o conceito de pistão inventado em 1690 pelo francês Denis Papin para produzir a primeira máquina a vapor capaz de elevar a água de minas profundas.

Quando Denis Papin voltou a Londres em 1707, foi convidado por Newton, novo presidente da The Royal Society após Robert Boyle, amigo de Papin, para trabalhar com Savery, que trabalhou por 5 anos com Papin, mas nunca deu nenhum crédito ou receita para o cientista francês.

Após sua morte em 1715, a patente de Savery e a Lei do Parlamento passaram a ser propriedade de uma empresa, os proprietários da invenção para aumentar a água pelo fogo . Esta empresa emitiu licenças a terceiros para a construção e operação de motores Newcomen, cobrando até £ 420 por ano de royalties de patentes para a construção de motores a vapor. Em um caso, uma mina de carvão pagou aos proprietários £ 200 por ano e metade de seus lucros líquidos "em troca de seus serviços para manter o motor funcionando".

O Fire Engine Act não expirou até 1733, quatro anos após a morte de Newcomen.

Aplicação da bomba de vapor

Um jornal de março de 1702 anunciou que as bombas de Savery estavam prontas para uso e poderiam ser vistas nas tardes de quarta e sábado em sua casa de trabalho em Salisbury Court, Londres, em frente ao Old Playhouse.

Uma de suas bombas foi instalada em York Buildings, em Londres. De acordo com descrições posteriores, isso produziu vapor "oito ou dez vezes mais forte que o ar comum" (ou seja, 8-10 atmosferas ), mas abriu as juntas da máquina, forçando-o a soldar as juntas com spelter .

Outro foi construído para controlar o abastecimento de água em Hampton Court , enquanto outro em Campden House em Kensington operou por 18 anos.

Algumas bombas Savery foram testadas em minas, uma tentativa malsucedida de usar uma para limpar a água de uma piscina chamada Broad Waters em Wednesbury (então em Staffordshire ) e minas de carvão próximas. Isso havia sido coberto por uma erupção repentina de água alguns anos antes. No entanto, a bomba não pôde ser "levada a responder". A quantidade de vapor levantada era tão grande que 'despedaçava toda a máquina'. A bomba de vapor foi posta de lado e o esquema para aumentar a água foi abandonado como impraticável. Isso pode ter sido por volta de 1705.

Outra bomba foi proposta em 1706 por George Sparrow em Newbold perto de Chesterfield , onde um proprietário de terras estava tendo dificuldade em obter o consentimento de seus vizinhos para uma sough para escoar seu carvão. Nada aconteceu, talvez devido à explosão da bomba Broad Waters. Também é possível que uma bomba de vapor tenha sido testada em Wheal Vor , uma mina de cobre na Cornualha.

Comparação com motor a vapor Newcomen

A bomba a vapor Savery era muito menor em custo de capital do que a máquina a vapor Newcomen, com uma bomba Savery de 2 a 4 cavalos de potência custando de 150-200 GBP . Também estava disponível em tamanhos pequenos, até um cavalo-vapor. As locomotivas a vapor Newcomen eram maiores e muito mais caras. O tamanho maior foi devido ao fato de que os motores a pistão a vapor tornaram-se muito ineficientes em tamanhos pequenos, pelo menos até por volta de 1900, quando os motores a pistão de 2 cavalos estavam disponíveis. As bombas do tipo Savery continuaram a ser produzidas até o final do século XVIII.

Inspiração para o trabalho posterior

Vários sistemas de bombeamento posteriores podem ser baseados na bomba de Savery. Por exemplo, a bomba de vapor pulsômetro de câmara dupla foi um desenvolvimento bem-sucedido.

Veja também

Notas

Leitura adicional

Existem inúmeras reimpressões modernas: Lives of Boulton e Watt . ISBN 1-4255-6053-9., Vidas de Boulton e Watt . ISBN 1-4067-9863-0., Smiles, Samuel (junho de 2007). Vidas de Boulton e Watt . ISBN 978-1-84588-371-3..
Reimpresso no Apêndice B de: Savary, AW; Lydia A. Savary (1893). Um registro genealógico e biográfico das famílias Savery e da família Severy . Lippincott.

links externos