Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата

После того как я всячески обдумал вопрос, я пришел к твердому заключению, что, для того чтобы сделать совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр был всегда горяч, как и входящий в него пар; но с другой стороны, конденсация пара для образования вакуума должна была происходить при температуре не выше 30|».

Поняв, что процесс охлаждения пара следует вынести за пределы цилиндра, Уатт берет свой первый патент на паровую машину.

Перед подачей заявки на патент Уатт провел большую экспериментальную работу. Он начал с создания модели, руководствуясь тем, что именно на модели машины Ньюкомена наиболее ярко проявились ее недостатки. Он окружил цилиндр модели деревянной теплоизоляционной оболочкой и присоединил к нему при помощи трубы отдельный сосуд - конденсатор (рис. 2).

Одновременно Уатт внес еще одно важное усовершенствование. В машинах Ньюкомена на поршень действовал всегда один и тот же перепад давлений' разница между атмосферным давлением и давлением конденсации при температуре около 30|.

Уатт пришел к выводу, который теперь кажется совершенно очевидным, мощность машины можно увеличить, если использовать не атмосферное давление, а давление пара. Это открывало более широкие возможности: давление пара можно увеличить выше атмосферного; изменяя давление, можно регулировать мощность машины.

Кроме того, Уатт сразу решил строить свою машину как универсальный тепловой двигатель и не связывал ее воедино ни с каким потребителем мощности.

Затратив на изготовление машины все имеющиеся у него средства, Уатт смог уже в конце 1765 г. продемонстрировать ее работу.

Но для изготовления машин на продажу требовались не только деньги, но и производство с очень высокой по тем временам культурой, и по совету своих друзей Уатт обращается к владельцу знаменитых Карронских заводов доктору медицины Ребеку.

Карронские заводы нуждались в угле, и Ребек к тому времени приобрел каменноугольные копи, на которых сразу столкнулся с необходимостью откачки воды. При таких обстоятельствах он был очень заинтересован в сделке с Уаттом. По договору он принимал на себя все расходы с условием, что ему будут принадлежать две трети прибылей.

Уатт получил средства и мог заняться подготовкой производства. Но финансовые дела Ребека очень быстро пришли в упадок, и он прекратил финансирование работ над машиной. В это время Уатт получил предложение продолжить работу над машиной от Мэтью Болтона, богатого фабриканта, владельца металлообрабатывающего завода в Сохо. Стоящий на грани разорения Ребек легко уступил свои права Болтону, и в 1773 г. Уатт вплотную приступил к реализации своих идей.

Дело оказалось не таким простым, и к испытаниям машины Уатт смог приступить лишь в конце 1774 г., а первые результаты получил в 1775 г. Его машина, второй образец которой он назвал «Вельзевул», по экономичности превосходила атмосферные машины Ньюкомена в 2 раза.

Можно было заняться ее производством и начать получать прибыль. Но нужно было заинтересовать потребителей, привыкших к хорошо зарекомендовавшим себя машинам Ньюкомена. И Уатт с Болтоном предлагают приобретать у них машины на очень заманчивых условиях. Они дают свои машины бесплатно.

Более того, они берут на себя расходы по монтажу новой машины и демонтажу машины Ньюкомена. А вместо платы каждый владелец новой машины в течение 25 лет будет отчислять им одну треть стоимости угля, сэкономленного по сравнению с атмосферной машиной. Не сразу после приобретения машины покупатели начинали понимать, как они прогадали.

Но, для того чтобы не потерять прибыль, Уатту и Болтону приходилось содержать штат высококвалифицированных инженеров, следивших за исправностью и правильной эксплуатацией. Кроме того, нужно было позаботиться о сроке действия патента, так как он был выдан на 14 лет, из которых уже прошло 6, и Уатт занялся хлопотами о его продлении. После долгих хлопот 22 мая 1775 г. его патент был продлен еще на 25 лет.

Уатт вообще был хорошо знаком с особенностями патентного права. Об этом прежде всего свидетельствует формулировка его первого патента № 013 от 5 января 1769 г, приведенная в книге члена-корреспондента АН СССР А. А. Радцига, по праву считающегося создателем отечественной школы паротурбостроения Патентная формула, как мы сказали бы сейчас, состоит из шести пунктов:

Цилиндр или сосуд с паром сохраняется во все время работы столь же нагретым, как и входящий в него пар, и именно вследствие того, что цилиндр, во-первых, окружают оболочкой из дерева или из другого материала, плохо проводящего теплоту, во-вторых, вследствие того, что его окружают паром или другими нагретыми телами, и, в-третих, вследствие того, что ни вода, ни другое какое-либо тело, более холодное, чем пар, не приходит в соприкосновение с цилиндром во время его работы.

В машинах, которые должны полностью или частью работать посредством конденсации пара, обращение пара в воду должно происходить в сосудах, отделенных от цилиндра, но могущих приходить с ним иногда в соприкосновение Эти сосуды я называю конденсаторами, и их нужно во время работы машины посредством воды или другого холодного тела сохранять холодными с температурой не ниже температуры окружающего воздуха.

Воздух и другие газообразные упругие тела, не сгущенные вследствие низкой температуры конденсатора и мешающие работе машины, должны удаляться из конденсатора посредством насосов, приводимых в действие самой машиной или другим каким-либо образом.

Во многих случаях я расчитываю применить упругую силу (давления) пара на поршень или другие части, заменяющие его, таким же образом, как применяется атмосферное давление в теперешних обыкновенных огненных машинах. В тех случаях когда не хватает холодной воды, машины могут работать исключительно силой пара, причем последний по совершении работы выпускается прямо в атмосферу».

В пятом пункте формулы говорится о ротационных паровых машинах, в которых поршень вращается Такая конструкция имеет ряд преимуществ, в частности отпадает надобность в преобразователе поступательного движения поршня во вращательное.

В шестом пункте идет речь о неполной конденсации (ухудшенном вакууме), об уплотнениях и о других частях машины.

Конечно, приведенная выше формула изобретения не соответствует современным требованиям к ее изложению, но она прекрасно выполняет свои функции: дает полное представление о сути изобретения и надежно защищает права изобретателя.

Защите своих изобретательских прав Уатт уделяет много внимания В 1781 г. он берет патент на связь поршня с валом при помощи шестеренчатой передачи, явившейся прообразом планетарного редуктора. Появление этого патента, так же, как и более позднего патента на широко известный «параллелограмм Уатта», связано с тем, что патент на применение шатунио-кривошипного механизма в паровых машинах уже был выдан ранее в 1779 г. изобретателям Вайсброу и Пикару.

Выдачу патента на применение известного в то время механизма Уатт считал совершенно неправомерной. Он писал: «Истинный изобретатель кривошипного механизма был человек, создавший обыкновенный токарный станок. Применить его в паровой технике было так же легко, как воспользоваться ножом, предназначенным для резки хлеба, для разрезания сыра».

В 1782 г. он патентует расширение пара в цилиндре. К 1784 г. относятся последние крупные изобретения Уатта, описанные в знаменитом патенте № 1432: подача пара с обеих сторон поршня - двойное действие пара; двухцилиндровая машина; центробежный регулятор и параллелограммный механизм для передачи движения оси поршня к балансиру.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект, ответы на кроссворды.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата