محرك نيوكومين التذكاري

محرك نيوكومن التذكاري (يُطلق عليه أحيانًا اسم محرك قناة كوفنتري ) هو محرك شعاعي محفوظ في دارتموث، ديفون . وقد تم الحفاظ عليه كنصب تذكاري لتوماس نيوكومن (توفي عام 1729)، مخترع المحرك الشعاعي، الذي ولد في دارتموث.

هذا المحرك هو أقدم محرك بخاري لا يزال يعمل في العالم. [ 1 ]

المحرك

رأس القوس وسلسلة المكبس للمحرك

محركات نيوكومين

يُعتبر محرك قلعة دادلي الذي صُنع عام 1712 أول محرك ناجح من صنع نيوكومن. [ 2 ] استُخدمت محركات نيوكومن في تطبيقات تتطلب رفع المياه، مثل تجفيف مناجم الفحم. لاقت هذه "المحركات النارية" رواجًا في التعدين، وبلغ عددها 104 محركات قيد الاستخدام بحلول عام 1733، [ 1 ] وفي نهاية المطاف، تم تركيب أكثر من ألفي محرك منها. [ 3 ] [ 4 ]

إعادة استخدام المحركات القديمة

على الرغم من أن تصميم نيوكومن كان اختراعًا جديدًا جذريًا في وقته، إلا أنه استُبدل لاحقًا (حوالي عام ١٧٧٥) بمحركات مُحسّنة من تصميم سميتون أو وات . كان محرك نيوكومن الأصلي غير فعال في استهلاك الوقود، مما أدى إلى ازدهار تجارة تحديث المحركات القديمة بميزات مُبتكرة حديثًا، واستبدالها بمحركات أخرى في مواقع أقل تطلبًا. غالبًا ما كانت المحركات القديمة تستمر في العمل في مناطق مناجم الفحم حيث كان الفحم رخيصًا.

كانت تكلفة تصنيع أسطوانات محركات هذه الفترة باهظة، إذ مثّلت تحديًا هندسيًا كبيرًا في ذلك الوقت. أما عوارضها الخشبية ومضخاتها وهيكلها فكانت رخيصة نسبيًا. وعندما كانت تُنقل المحركات المستعملة إلى مواقع أخرى، كانت هذه الأسطوانة هي الأسهل تتبعًا، حيث عملت العديد منها في مواقع مختلفة طوال فترة خدمتها. وقد نُقلت معظم المحركات المتبقية من هذه الفترة من مواقعها الأصلية في مقدمة الشبكة إلى مناطق هادئة، حيث كانت تُستخدم غالبًا لضخ المياه في القنوات ، وتُركت هناك دون استخدام يُذكر. وكان هذا الاستخدام موسميًا في الغالب، إذ لم تكن هناك حاجة للضخ إلا خلال فصل الصيف الجاف، ولذلك كان استهلاك الفحم المرتفع للمحركات القديمة مقبولًا. [ ii ]

غريف كوليري

إن التاريخ المبكر لهذا المحرك غير واضح، لكنه تم بناؤه في وقت ما حوالي بداية القرن الثامن عشر.

قام نيوكومن ببناء محرك لمنجم غريف [ 5 ] بالقرب من نونيتون عام 1714 "لسحب المياه بقوة دفع النار". [ 6 ] كان من المفترض أن يكون المحرك الأول قادرًا على ضخ 16700 لتر من الماء في الساعة من المنجم، بعمق أقصى يبلغ 43 مترًا (140 قدمًا) . بدأ تشغيل هذا المحرك الأول بحلول عام 1715. كان يحتوي على "غلاية نحاسية، وأسطوانة بخارية ومكبس من النحاس الأصفر ، وبرميلين من الحديد الزهر ، وأنابيب وخزانات أخرى وملحقاتها". ربما كان قطر الأسطوانة النحاسية 410 ملم (16 بوصة ) وطولها 2.7 متر (9 أقدام ) . [ iii ]   

كان من المقرر دفع رسوم براءة اختراع قدرها 7 جنيهات إسترلينية لهذا المحرك، تُدفع يوم السبت من كل أسبوع. ونظرًا لأداء المحرك الممتاز، تمنى مالكو المنجم تولي صيانته وتكاليفه، مع خيار بناء محركات أخرى بموجب شروط براءة الاختراع. وقد تم الاتفاق على ذلك، ودفع الشركاء 150 جنيهًا إسترلينيًا للأشهر الستة الأولى، بالإضافة إلى دفعات سنوية قدرها 420 جنيهًا إسترلينيًا عن كل منجم يتم تجفيفه. [ 6 ]

تم تركيب محرك ثان حوالي عام 1719. [ 6 ] ومع ذلك، لم يكن المنجم مربحًا كما كان متوقعًا، وتخلى الشركاء الأصليون عن عقد الإيجار لمدة 29 عامًا في عام 1720، بعد 7 سنوات فقط.

قام المالكون الجدد بتركيب محرك ثالث، وهو المحرك التذكاري الذي ما زال قائماً، عام ١٧٢٥. يُرجّح أن هذا المحرك كان نسخة مُعاد بناؤها من المحرك الأول، حيث استُبدلت الأسطوانة النحاسية الأصلية بأسطوانة أكبر من الحديد الزهر بقطر ٢٢ بوصة (٥٦٠ مم) وشوط ٥ أقدام (١.٥ متر) . [ ٢ ] كان المحرك قادراً على الضخ بمعدل ١٢ شوطاً في الدقيقة، ناقلاً ٦٨٢٠٠ لتر من الماء كل ساعة. [ ٣ ] لم يكن المحرك كبيراً، حتى بمعايير عصره، إذ استخدم عارضة خشبية بسيطة من قطعة واحدة بطول ١٢ قدماً (٣.٧ متر) ، دون دعامات إضافية أو استخدام أخشاب مُرقّقة متعددة. كما كان مُثبّتاً على هيكل خشبي، بدلاً من أن يكون مبنياً داخل المنزل . [ ١ ] تلا ذلك استثمار إضافي عام ١٧٢٨ بتركيب غلاية جديدة لأحد المحركات. [ ٦ ]   

استُنفدت موارد المنجم، ولم ينتج سوى القليل من الفحم بعد عام ١٧٢٨. كانت براءات اختراع سافري لا تزال سارية، وكان تشغيل محركين يجذب مكافآت قدرها ٣٠٠ جنيه إسترليني سنويًا. أُغلق المنجم خلال السنوات القليلة التالية، وبِيعت المعدات. في عام ١٧٢٩، بِيعَت أسطوانة نحاسية احتياطية لمنجم ميشام، يُحتمل أنها كانت بديلة عن أسطوانة محرك ميموريال التي استُبدلت بأسطوانة من الحديد الزهر. [ iv ] بِيعَت المحركات، أحدها سيصبح محرك ميموريال، في عام ١٧٣١ إلى هنري غرين من شركة بيدوورث للفحم، جنوب غريف، وبِيعَ محرك آخر في عام ١٧٣٤ إلى جون وايز، مما وضع حدًا للتعدين في غريف. [ 6 ]

منجم أوكثورب للفحم

تفاصيل أطول فترة خدمة للمحرك، والتي امتدت قرابة قرن، غير مؤكدة. ويبدو أنه كان المحرك الذي بيع لاحقًا من شركة غريف عام 1734 إلى جون وايز، مالك منجم أوكثورب للفحم في ميشام . [ 7 ] لاحقًا، امتلك جوزيف ويلكس المنجم ومحركاته.

إعادة البناء

أُجريت عملية إعادة بناء ثانية، أو أكثر، خلال هذه الخدمة. بعد إنتاج جيمس وات للمكثف المنفصل المحسن بشكل كبير لمحركات نيوكومن، أُدخلت عدة تحسينات غالباً على المحركات الموجودة.

كان أهم هذه الأجهزة مكثف "وعاء التخليل"، وهو جهاز يتمتع بمزايا المكثف المنفصل مع تجنبه، بالكاد، لبراءة اختراع وات. وبما أن براءة اختراع وات للمكثف المنفصل امتدت من عام 1769 إلى عام 1800، فغالبًا ما يمكن تأريخ هذه الأجهزة التي تتجنب براءات الاختراع إلى هذه الفترة: بعد اختراعها من قبل وات، ولكن قبل أن يصبح من الممكن نسخ جهاز وات مباشرةً. كما يُظهر المحرك دليلًا على وجود ثقب مُرقع في جانب الأسطوانة، حيث أُزيل صمام حقن نيوكومن الأصلي. [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ] مكثف وعاء التخليل عبارة عن امتداد أسفل الأسطوانة متصل بأنبوب ذي قطر كبير. ويعمل مكثف نفاث داخله بنفس طريقة مكثف وات المنفصل. [ 2 ] ويرتبط مكثف وات بالأسطوانة بواسطة أنبوب أطول وأضيق. بادعاء أن وعاء التخليل كان "امتدادًا" للأسطوانة الرئيسية، وليس مكونًا منفصلاً، تجنبت الشركة انتهاك براءة اختراع وات. وكان من متطلبات ذلك أيضًا نقل غلاية كومة القش بعيدًا عن موضعها التقليدي في نيوكومن، أسفل الأسطوانة مباشرةً. وقد وصف جون كور هذا الابتكار في كتابه "رفيق عارض الفحم وباني المحركات" الصادر عام 1797. [ 9 ]

شملت التطورات الأخرى التي طُبقت على المحرك استخدام سلسلة صفائحية للربط برؤوس قوس العارضة، بدلاً من سلاسل الوصلات السابقة . كما استُبدلت صمامات المحرك بصمامات هبوط ، تعمل بواسطة ترس وجريدة مسننة تُدار من المحور، وتُشغل بواسطة أذرع ومكابس على قضيب التوصيل الرأسي المتحرك. [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ] [ 9 ]

بعد أن استمر تشغيل المحرك في منجم الفحم حتى حوالي عام 1821، كان مملوكًا لجوناثان وودهاوس. [ 2 ] ربما بسبب استبداله بمحرك أحدث، ومع استمرار المنجم في العمل، تم بيعه مرة أخرى. هذه المرة، تم نقله من صناعة الفحم إلى قناة [ 7 ] .

قناة كوفنتري

محطة المحركات في تقاطع هوكسبيري

اشترت شركة قناة كوفنتري المحرك عام ١٨٢١، وشغّلته لضخ المياه من بئر للحفاظ على منسوبها في القناة. بُني مبنى المحرك، الذي لا يزال قائمًا حتى اليوم، عند تقاطع هوكسبيري في وارويكشاير عام ١٨٣٧. [ ١٠ ] عُرف المحرك أحيانًا باسم "محرك قناة كوفنتري" نسبةً إلى هذه الخدمة. [ ١١ ] استمر المحرك في الخدمة بشكل متقطع هنا حتى عام ١٩١٣، أي لأكثر من تسعين عامًا. [ ٧ ]

الحفاظ على

تم الحفاظ على المحرك عام 1963 من قبل جمعية نيوكومن ، إحياءً للذكرى الـ300 لميلاد توماس نيوكومن. [ 2 ] [ 12 ] نُقل المحرك إلى مسقط رأسه في دارتموث وأُعيد تركيبه في متحف جديد هناك، يُعرف باسم " بيت محرك نيوكومن" . يضم هذا المبنى، الذي كان في الأصل محطة فرعية للكهرباء ، مركز المعلومات السياحية أيضًا . [ 7 ]

يتم تشغيل المحرك الآن بواسطة نظام هيدروليكي حديث ويمكن رؤيته وهو يتحرك أثناء التشغيل.

ملحوظات

  1. في عام 1733 انتهت صلاحية براءة اختراع توماس سافري الموسعة. وحتى ذلك الحين، كانت هذه المحركات تدفع رسوم ترخيص لخلفاء سافري، وبالتالي تركت سجلات مفصلة.
  2. لا تزال محركات الشعاع في محطة ضخ كروفتون على قناة كينيت وأفون تعمل بهذه الطريقة حتى يومنا هذا.
  3. على الرغم من أن النحاس الأصفر يبدو الآن مادة باهظة الثمن لأسطوانة كبيرة، إلا أنه كان له تاريخ عريق من استخدامه في المدافع . وتتشابه مشاكل حفر تجويف دقيق في كليهما، وقد تم حفر أسطوانات محركات البخار الأولى باستخدام تعديلات على آلات حفر المدافع.
  4. وقد أدى هذا البيع إلى ظهور الرأي القائل بأن المحرك نفسه قد تم بيعه في عام 1729.

مراجع

  1. 1 2 3 4 كراولي، تي إي (1982). محرك الشعاع . نشر سينيسيو. ص  37، 43. ردمك 0-906831-02-4.
  2. 1 2 3 4 5 6 محرك نيوكومن التذكاري . دارتموث: معلم تاريخي دولي للهندسة الميكانيكية. 17 سبتمبر 1981.
  3. 1 2 "محرك نيوكومن التذكاري" . الجداول الزمنية الهندسية .
  4. بريستون، إريك جيمس (2012). توماس نيوكومن من دارتموث والمحرك الذي غيّر العالم . مجموعة أبحاث تاريخ دارتموث. ISBN 9781899011278.
  5. منجم غريف، 52°30′11″ شمالاً 1°29′02″ غرباً / 52.503° شمالاً 1.484° غرباً / 52.503; -1.484
  6. 1 2 3 4 5 "محركات نيوكومن في منجم غريف، موقع" . الجداول الزمنية الهندسية .
  7. 1 2 3 4 "محرك توماس نيوكومن" . متاحف ديفون .
  8. 1 2 د. سيريل بوشيه (أكتوبر 1962). "محرك نيوكومن التذكاري". معاملات جمعية نيوكومن . 35 : 59-66 .
  9. 1 2 3 ثورستون، روبرت هـ. (1878). "2: محرك نيوكومن". تاريخ نمو المحرك البخاري . نيويورك: دي. أبليتون وشركاه.
  10. هيئة التراث الإنجليزي . "محطة محركات هاوكسبري جانكشن 8/75 (1365077)" . قائمة التراث الوطني لإنجلترا . تم الاطلاع بتاريخ 11 مارس 2015 .
  11. نيفيل، مايكل؛ روبرتس، جون؛ تشامبنيس، برنارد (2004). "التنقيب عن الأيقوني: إعادة اكتشاف محرك ضخ منجم فيربوتوم بوبس" . مجلة مراجعة علم الآثار الصناعية . 26 (2): 83-93 . doi : 10.1179/iar.2004.26.2.83 . S2CID 111138059 . 
  12. هايز، ج. (1981). دليل لمحركات البخار الثابتة . دار مورلاند للنشر. ص 59. ISBN  0-86190-020-0.