Biografie von Thomas Newcomen, Erfinder der Dampfmaschine

Thomas Newcomen (28. Februar 1663 - 5. August 1729) war ein Schmied aus Dartmouth, England, der den Prototyp für die erste moderne Dampfmaschine zusammenstellte. Seine 1712 gebaute Maschine war als "Atmospheric Steam Engine" bekannt.

Schnelle Fakten: Thomas Newcomen

• Bekannt für: Erfinder der atmosphärischen Dampfmaschine
• Geboren: 28. Februar 1663 in Dartmouth, England
• Eltern: Elias Newcomen und seine erste Frau Sarah
• Ist gestorben: 5. August 1729 in London, England
• Bildung: Ausbildung zum Eisenhändler (Schmied) in Exeter
• Ehepartner: Hannah Waymouth (m. 13. Juli 1705)
• Kinder: Thomas (gest. 1767), Elias (gest. 1765), Hannah

Vor Thomas Newcomens Zeit steckte die Dampfmaschinen-Technologie in den Kinderschuhen. Erfinder wie Edward Somerset aus Worcester, Newcomens Nachbar Thomas Savery und der französische Philosoph John Desaguliers untersuchten die Technologie, bevor Thomas Newcomen mit seinen Experimenten begann. Ihre Forschung inspirierte Erfinder wie Newcomen und James Watt, praktische und nützliche dampfbetriebene Maschinen zu erfinden.

Frühen Lebensjahren

Thomas Newcomen wurde am 28. Februar 1663 als eines von sechs Kindern von Elias Newcomen (gest. 1702) und seiner Frau Sarah (gest. 1666) geboren. Die Familie war solide bürgerlich: Elias war ein Freiberufler, Reeder und Kaufmann. Nachdem Sarah gestorben war, heiratete Elias Alice Trenhale am 6. Januar 1668 wieder und es war Alice, die Thomas, seine zwei Brüder und drei Schwestern großzog.

Thomas diente wahrscheinlich als Lehrling bei einem Eisenhändler in Exeter: Obwohl es keine Aufzeichnungen darüber gibt, begann er um 1685 als Schmied in Dartmouth zu handeln. Nach urkundlichen Angaben kaufte er zwischen 1694 und 1700 Eisenmengen von bis zu 10 Tonnen in verschiedenen Mühlen 1700, und er reparierte die Dartmouth Town Clock im Jahr 1704. Newcomen hatte zu dieser Zeit ein Einzelhandelsgeschäft, das Werkzeuge, Scharniere, Nägel und Ketten verkaufte.

Am 13. Juli 1705 heiratete Newcomen Hannah Waymouth, die Tochter von Peter Waymouth aus Marlborough. Sie hatten schließlich drei Kinder: Thomas, Elias und Hannah.

Partnerschaft mit John Calley

Thomas Newcomen wurde bei seiner Dampfforschung von John Calley (ca. 1663-1717), einem Mann aus Brixton, Devonshire, unterstützt. Beide sind zum Patent für die Atmospheric Steam Engine angemeldet. John Calley (manchmal Cawley geschrieben) war ein Glaser - einige Quellen sagen, er sei ein Klempner -, der eine Lehre in Newcomens Werkstätten absolvierte und danach weiter mit ihm arbeitete. Gemeinsam begannen sie wahrscheinlich im späten 17. Jahrhundert mit der Arbeit an der Dampfmaschine. 1707 erweiterte Newcomen seine Geschäfte und schloss eine Reihe von Liegenschaften in Dartmouth ab oder verlängerte sie um neue Pachtverträge.

Weder Newcomen noch Calley hatten eine Ausbildung in Maschinenbau, und sie korrespondierten mit dem Wissenschaftler Robert Hooke. Er bat ihn, sie über ihre Pläne zum Bau einer Dampfmaschine mit einem Dampfzylinder zu beraten, der einen Kolben ähnlich dem von Denis Papin enthält. Hooke riet von ihrem Plan ab, aber zum Glück hielten die hartnäckigen und ungebildeten Mechaniker an ihren Plänen fest: 1698 stellten Newcomen und Calley einen experimentellen Messingzylinder mit einem Durchmesser von 7 Zoll her, der mit einer Lederklappe um den Rand des Kolbens verschlossen war. Der Zweck der ersten Dampfmaschinen, mit denen Newcomen experimentierte, bestand darin, Wasser aus Kohlengruben abzulassen.

Thomas Savery

Newcomen wurde von den Einheimischen als Exzentriker und Intrigant angesehen, aber er kannte die von Thomas Savery (1650-1715) erfundene Dampfmaschine. Newcomen besuchte Saverys Haus in Modbury, England, 24 km von Newcomens Wohnort entfernt. Savery beauftragte den gelernten Schmied und Eisenhändler Newcomen, ein funktionierendes Modell seines Motors zu schmieden. Newcomen durfte eine Kopie der Savery-Maschine für sich selbst anfertigen, die er in seinem eigenen Garten aufstellte, wo er und Calley an der Verbesserung des Savery-Designs arbeiteten.

Obwohl der Motor, den Newcomen und Calley bauten, kein voller Erfolg war, konnten sie 1708 ein Patent erhalten. Dies galt für einen Motor, der Dampfzylinder und Kolben, Oberflächenkondensation, einen separaten Kessel und separate Pumpen kombinierte. Auf dem Patent wurde auch Thomas Savery genannt, der zu diesem Zeitpunkt das ausschließliche Recht zur Nutzung der Oberflächenkondensation besaß.

Die atmosphärische Dampfmaschine

Der als erstes konstruierte atmosphärische Motor erzeugte durch Anlegen von Kondenswasser an die Außenseite des Zylinders in einem langsamen Kondensationsprozess das Vakuum, wodurch die Motorhübe in sehr langen Intervallen abliefen. Es wurden weitere Verbesserungen vorgenommen, die die Kondensationsgeschwindigkeit immens erhöhten. Der erste Motor von Thomas Newcomen produzierte 6 oder 8 Takte pro Minute, die er auf 10 oder 12 Takte verbesserte.

Der Motor von Newcomen leitete Dampf durch den Hahn in den Zylinder, wodurch der Druck der Atmosphäre ausgeglichen wurde, die schwere Pumpenstange abfiel und der Kolben durch das größere Gewicht, das durch den Balken wirkt, in die richtige Position angehoben werden konnte. Die Stange trug bei Bedarf ein Gegengewicht. Dann öffnete sich der Hahn und ein Wasserstrahl aus dem Vorratsbehälter trat in den Zylinder ein, wodurch durch die Kondensation des Dampfes ein Vakuum erzeugt wurde. Der Druck der Luft über dem Kolben drückte ihn dann nach unten, wodurch die Pumpenstangen wieder angehoben wurden und der Motor unbegrenzt weiter lief.

Das Rohr dient dazu, die Oberseite des Kolbens mit Wasser bedeckt zu halten, um Luftlecks zu verhindern - eine Erfindung von Thomas Newcomen. Zwei Manometerhähne und ein Sicherheitsventil wurden eingebaut; Der angewendete Druck war kaum höher als der der Atmosphäre, und das Gewicht des Ventils selbst reichte normalerweise aus, um das Rohr unten zu halten. Das kondensierende Wasser floss zusammen mit dem Kondenswasser durch das offene Rohr ab.

Thomas Newcomen modifizierte seine Dampfmaschine so, dass sie die im Bergbau eingesetzten Pumpen antreiben konnte, die Wasser aus den Schächten der Mine entfernten. Er fügte einen Deckenbalken hinzu, an dem der Kolben an einem Ende und die Pumpstange am anderen Ende aufgehängt waren.

Tod

Thomas Newcomen starb am 5. August 1729 in London bei einem Freund. Seine Frau Hannah überlebte ihn, sie zog nach Marlborough und starb 1756. Sein Sohn Thomas wurde in Taunton Sergemacher (Tuchmacher) und sein Sohn Elias wurde wie sein Vater Eisenhändler (aber kein Erfinder).

Erbe

Die Dampfmaschine von Thomas Newcomen galt zunächst als Aufguss früherer Ideen. Es wurde mit einem mit Schießpulver betriebenen Kolbenmotor verglichen, der von Christian Huyghens entworfen (aber nie gebaut) wurde, wobei die durch die Explosion von Schießpulver erzeugten Gase durch Dampf ersetzt wurden. Ein Grund, warum Newcomens Arbeit nicht anerkannt wurde, könnte sein, dass Newcomen im Vergleich zu den anderen Erfindern der damaligen Zeit ein Schmied der Mittelklasse war und sich die gebildeten und elitären Erfinder einfach nicht vorstellen konnten, dass eine solche Person wäre in der Lage, etwas Neues zu erfinden.

Später wurde erkannt, dass Thomas Newcomen und John Calley die im Savery-Motor verwendete Kondensationsmethode verbessert hatten. Der französische Erfinder und Philosoph John Theophilus Desaguliers (1683-1744) schrieb, dass die Dampfmaschine von Newcomen in allen Bergbaugebieten, insbesondere in Cornwall, in großem Umfang zum Einsatz kam und auch für die Entwässerung von Feuchtgebieten, die Wasserversorgung von Städten und Gemeinden eingesetzt wurde Schiffsantrieb. Die erste dampfgetriebene Lokomotive wurde im ersten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts erfunden, teilweise basierend auf Newcomens Technologie.

Quellen

• Allen, J.S. "Newcomen, Thomas (1663-1729)." Ein biographisches Wörterbuch der Bauingenieure in Großbritannien und Irland, Band 1: 1500-1830. Eds. Skempton, A.W. et al. London: Thomas Telford Publishing und Institution of Civil Engineers, 2002. 476-78.
• Dickinson, Henry Winram. "Newcomen und seine Vakuummaschine." Eine kurze Geschichte der Dampfmaschine. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29-53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, Erfinder der Dampfmaschine." Tech Directions 60.7: 9, 2001. 
• Prosser, R. B. Thomas Newcomen (1663-1729). Wörterbuch der Nationalbiographie Band 40 Myllar-Nicholls. Ed. Lee, Sidney. London: Smith, Elder & Co., 1894. 326-29.