स्टीम इंजन का आविष्कार और विकास

स्टीम इंजन वे तंत्र हैं जो भाप बनाने के लिए गर्मी का उपयोग करते हैं, जो कि यांत्रिक प्रक्रियाओं को करता है, जिसे आम तौर पर जाना जाता है काम। जबकि कई अन्वेषकों और नवप्रवर्तनकर्ताओं ने शक्ति के लिए भाप का उपयोग करने के विभिन्न पहलुओं पर काम किया, प्रारंभिक वाष्प इंजनों के प्रमुख विकास में तीन आविष्कारक और तीन प्रमुख सहायक डिजाइन शामिल हैं।

काम के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला पहला स्टीम इंजन अंग्रेज द्वारा पेटेंट कराया गया था थॉमस सेवरी 1698 में और मेरा शाफ्ट से पानी निकालने के लिए इस्तेमाल किया गया था। मूल प्रक्रिया में एक सिलेंडर शामिल था जो पानी से भरा था। पानी को विस्थापित करने के बाद भाप को सिलेंडर में पहुंचाया गया, जो एक तरफा वाल्व के माध्यम से बाहर निकला। एक बार जब सभी पानी को बाहर निकाल दिया गया था, तो सिलेंडर के तापमान को कम करने के लिए सिलेंडर को ठंडे पानी के साथ छिड़का गया था और अंदर भाप को संघनित किया गया था। इसने सिलेंडर के अंदर एक वैक्यूम बनाया, जिसने पंप के चक्र को पूरा करते हुए सिलेंडर को फिर से भरने के लिए अतिरिक्त पानी खींच लिया।

एक और अंग्रेज, थॉमस न्यूकमेन, 1712 के आसपास विकसित एक डिजाइन के साथ गुलामी के पंप पर सुधार हुआ। न्यूकमेन के इंजन में एक सिलेंडर के अंदर एक पिस्टन शामिल था। पिस्टन के शीर्ष को एक धुरी किरण के एक छोर से जोड़ा गया था। एक पंप तंत्र किरण के दूसरे छोर से जुड़ा हुआ था ताकि जब भी बीम पंप के छोर पर झुके तो पानी ऊपर खींचा जाए। पंप को आगे बढ़ाने के लिए, भाप पिस्टन सिलेंडर तक पहुंचाई गई थी। उसी समय, एक काउंटरवेट ने पंप के छोर पर बीम को नीचे खींच लिया, जिससे भाप सिलेंडर के शीर्ष पर पिस्टन बढ़ गया। एक बार सिलेंडर भाप से भरा हुआ था, सिलेंडर के अंदर ठंडा पानी स्प्रे किया गया था, जल्दी से भाप को संघनित करके सिलेंडर के अंदर एक वैक्यूम बना। इसके कारण पिस्टन गिर गया, पिस्टन के अंत में और पंप के अंत पर बीम नीचे की ओर बढ़ गया। तब तक सिलिंडर पर भाप लगाते ही चक्र अपने आप दोहराया जाता था।

न्यूकमन के पिस्टन डिजाइन ने प्रभावी रूप से पंप किए जा रहे पानी और सिलेंडर को पंपिंग पावर बनाने के लिए उपयोग करने के बीच एक अलगाव पैदा किया। इसने दासता की मूल डिजाइन की दक्षता में बहुत सुधार किया। हालाँकि, क्योंकि Savery ने अपने स्टीम पंप पर एक व्यापक पेटेंट का आयोजन किया था, इसलिए न्यूकैमेन को Savery के साथ मिलकर पिस्टन पंप का पेटेंट कराना पड़ा।

स्कॉट्समैन जेम्स वॉट काफी सुधार हुआ और भाप इंजन को दूसरी छमाही में विकसित किया 18 वीं सदी, यह मशीनरी का एक वास्तव में व्यवहार्य टुकड़ा है कि शुरू करने में मदद की औद्योगिक क्रांति. वाट का पहला प्रमुख नवाचार एक अलग कंडेनसर को शामिल करना था ताकि भाप को उसी सिलेंडर में ठंडा न करना पड़े जिसमें पिस्टन शामिल था। इसका मतलब था कि पिस्टन सिलेंडर अधिक सुसंगत तापमान पर रहा, जिससे इंजन की ईंधन दक्षता में बहुत वृद्धि हुई। वाट ने एक इंजन भी विकसित किया जो एक शाफ्ट को घुमा सकता है, न कि एक अप-डाउन-डाउन पंपिंग एक्शन के साथ-साथ एक चक्का जो इंजन और वर्कलोड के बीच सुचारू बिजली हस्तांतरण के लिए अनुमति देता है। इन और अन्य नवाचारों के साथ, भाप इंजन विभिन्न प्रकार के कारखाने के लिए लागू हो गया प्रक्रियाओं, और वाट और उनके व्यापार भागीदार, मैथ्यू बोल्टन, के लिए कई सौ इंजनों का निर्माण किया औद्योगिक उपयोग।

19 वीं शताब्दी की शुरुआत में उच्च दबाव वाले भाप इंजनों का प्रमुख नवाचार हुआ, जो वाट के कम दबाव वाले डिजाइनों और अन्य भाप-इंजन अग्रदूतों की तुलना में बहुत अधिक कुशल थे। इसने बहुत छोटे, अधिक शक्तिशाली भाप इंजनों का विकास किया, जिनका उपयोग बिजली की गाड़ियों और नावों के लिए किया जा सकता था और मिलों में आरी चलाने जैसे औद्योगिक कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला का प्रदर्शन करने के लिए। इन इंजनों के दो महत्वपूर्ण नवप्रवर्तनकर्ता अमेरिकी ओलिवर इवांस और अंग्रेज रिचर्ड ट्रेविथिक थे। समय के साथ, भाप इंजनों को अधिकांश प्रकार के लोकोमोशन और औद्योगिक के लिए आंतरिक दहन इंजन द्वारा बदल दिया गया काम, लेकिन बिजली बनाने के लिए भाप जनरेटर का उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बना हुआ है आज।