1769年1月5日,苏格兰发明家、机械工程师和化学家詹姆斯·瓦特终于获得了他的蒸汽机的专利:专利913A:一种减少蒸汽机中蒸汽消耗的方法——单独的冷凝器。 ![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_1_2022061810041269_wm.png) 詹姆斯·瓦特James Watt(1736-1819),卡尔·弗雷德里克·冯·布雷达如何产生动力在詹姆斯·瓦特彻底改变欧洲的工业之前,人们不得不找到不同的产生动力的方式。在公元前一世纪,罗马人使用水轮,而中世纪的欧洲人改进了水力,并被用于锻造、锯切或研磨。对于无法利用流水优势的地方,建造了风车,但随着技术的进步,这些发动机的效率变得越来越低。多年来,许多工程师和科学家都在试验蒸汽。亚历山大的希腊希罗在公元80年已经在一个球体中试验了加热的水,他把它连接在“两个完全相反的、向外和切向延伸的弯曲管上,它们的外端蒸汽流出,导致球体旋转。”蒸汽机发展的其他贡献者包括1600年左右的意大利物理学家詹巴蒂斯塔·德拉·波尔塔,100年后的法国科学家丹尼斯·帕宾,以及托马斯·萨弗里,他甚至获得了一个利用真空排除矿井水的专利。然而,第一个可用的蒸汽机是由托马斯·纽科曼,一个英国人,他能够用泵排出矿井水。纽科曼从煤矿经营者那里了解到他们在注水矿山方面的困难,他做了大约10年的实验,找到了蒸汽动力抽水系统的最佳解决方案。它彻底改变了许多的工作过程,但他的机器仍然有困难,如活塞不能安装在气缸中,而且它太大不方便移动。此外,这台机器消耗了大量的煤,在运行时,它浪费了热量。通过瓦特对蒸汽机的改进,能够彻底改变工作过程,并为工业革命的开始提供了最重要的基础。![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_2_20220618100412600_wm.png) 1736年,詹姆斯·瓦特(James Watt)出生在一个受过教育的家庭中,从早年就能得到良好的教育。他的父亲是一名木匠和航海设备的设计师,瓦特的祖父是一名数学老师和苏格兰民族主义者。他学习了数学、希腊语、拉丁语等传统科目,但也学习了手工技能。他从小就喜欢做实验,据说他研究过他所得到的每一件物品的功能。此外,瓦特还热衷于收集植物和石头,读了很多书,还撰写了一些故事。他第一次尝试蒸汽瓦特用了15年。然而,他的父母太穷,无法学习医学,虽然瓦特对此很感兴趣。因此,瓦特先在苏格兰的格拉斯哥寻找学徒工作未果,然后到伦敦做一名非正式的机械师学徒。然而,由于这很快就没有什么新的东西可学,他在规定的七年结束前打破了传统提前离开了。因为他还没有完成他的训练,格拉斯哥公会反对它,他无法开设自己的工作室。1757年,瓦特在格拉斯哥大学找到了一份设备制造商的工作。在那里,他为大学制造和修理罗盘和象限等仪器。![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_3_20220618100413100_wm.png)
![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_4_20220618100413819_wm.png) 约翰·摩根在1760年左右制作的一个测量员指南针。年轻的詹姆斯·瓦特在约翰·摩根的手下接受过科学仪器制造商的训练当格拉斯哥大学的教授约翰·罗宾逊开始激励瓦特建立纽科门的发动机模型时,他变得势不可挡。当他在大学展示他的模型时,詹姆斯·瓦特注意到这台机器的几个问题,并开始对它的改进进行试验。他发现“在每个冲程中被冷却的汽缸内蒸汽重新凝结”,这造成了大量的热量的损失。经过几年的研究和努力工作,詹姆斯·瓦特使用单独的冷凝器建造一个高度改进的发动机,这使蒸汽机的效率和可用性更大。![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_5_20220618100414600_wm.png)
![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_6_20220618100415147_wm.png) 约瑟夫·布莱克在他的格拉斯哥大学的研讨会上拜访了詹姆斯·瓦特瓦特放弃了他在格拉斯哥大学的职位,更多地致力于蒸汽机的进一步发展。虽然他也做过实地测量员,但他在接下来的几年里积累了债务。他也经常生病。直到1769年,他才在铁器制造商约翰·罗巴克(1718-1794)找到了资本支持。1769年1月5日,他申请了英国专利913号“减少蒸汽和燃料消耗的新发明方法”(A New Invented Method of Lessening the Consumption of Steam and Fuel in Fire Engines),该方法于1769年4月29日注册。与由约翰·斯米顿优化的纽科门蒸汽机相比,瓦特的改进使它节省了60%以上的煤炭。![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_7_20220618100416319_wm.png)
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![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2022/06/1810/247096870_10_20220618100418319_wm.png) 《詹姆斯·瓦特与蒸汽机》,詹姆斯·劳德,1855年![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif) 起初,他的赞助人约翰·罗巴克在审判中破产了。工业大亨马修·博尔顿同意接管罗巴克的资产,前提是如果他能将专利延长25年至1800年。经过成功的游说,博尔顿和瓦特在专利延期上达成一致。博尔顿获得了三分之一的收入。根据瓦特的设计,第一台可操作的蒸汽机于1776年安装在约翰·威尔金森的工厂里。威尔金森的公司成功地生产出了所需质量的铁筒:他使用了自己开发的一种工艺并获得了专利。因此,在伯明翰附近的苏荷区的“博尔顿和瓦特”生产了重要的部件,如冷凝器和气泵,蒸汽机只在客户的场所组装。![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
詹姆斯·瓦特的旋转蒸汽机的太阳和行星齿轮,原始图纸,1788年 ![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
在授予瓦特的专利有效期间,瓦特和博尔顿成功地阻碍了竞争对手对蒸汽机的进一步发展。例如,他们起诉乔纳森·霍恩布洛尔,他的复合蒸汽机提高了效率,但侵犯专利,从而阻止其进一步发展。制造商和商人都注意到了瓦特的努力,直到18世纪90年代,他的发动机才完全取代了纽科门的发动机。由于瓦特的原因,许多即将被关闭的矿山恢复了生机,在无法利用水或风能的地方,大规模的排水处理成为可能。作为一个工业,发动机最初主要使用的是纺织工业。它改善了英国的经济状况,因为纺织业占了英国经济总量的很大部分。瓦特蒸汽机的使用在全球范围内扩大,先进的工业和经济,为工业革命铺平了道路。进一步阅读 https://blog.ot/2019/06/17/5-things-james-watt/ https://ot/2018/12/18/wattatnms/ https:///engines/CD-RainSteamSpeed/track9.html https://www./scientists/james-watt.html https://cars./james-watt/ https://www./biografia/w/watt.htm https:///james-watt-father-of-the-modern-steam-engine https://www./biography/James-Watt http:///james-watt-steam-revolution/
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