дії і застосування парових машин було описано в 1655 році англійцем Едвардом Сомерсетом. У 1663 році він опублікував проект і встановив приводиться в рух парою пристрій для підйому води на стіну Великий вежі в замку Реглан. Однак ніхто не був готовий ризикувати грошима заради цієї революційної ідеї, і парова машина залишилася неопрацьованою.
Таким чином, розвиток парового двигуна вимагало економічних умов, в яких розробники могли б скористатися результатами. Таких умов не було ні в античну епоху, ні в середньовіччі, ні в епоху Відродження.
У 1674 році французький винахідник Дені Папен проводив досліди зі створення вакууму в закритому циліндрі. У Парижі він, співпрацюючи з голландським фізиком Гюйгенсом, працював над машиною, яка витісняла повітря з циліндра шляхом вибуху в ньому пороху. Коли надлишок газів виходив з циліндра через спеціальний клапан, а газ охолоджувався, в циліндрі створювався частковий вакуум, і поршень повертався у вихідне положення під дією атмосферного тиску [4].
Бачачи неповноту вакууму, що створюється при цьому, Папен після приїзду до Англії в 1680 році створив варіант такого ж циліндра, в якому отримав більш повний вакуум за допомогою киплячої води, яка конденсувалася в циліндрі. Нова машина складалася з поршня, який за допомогою киплячої води переміщався в циліндрі вгору і за рахунок наступного охолодження знову опускався - так створювалося зусилля. Весь процес відбувався таким чином: під циліндром, який виконував одночасно і функцію Кип'ятильні котла, розміщували піч; при знаходженні поршня у верхньому положенні піч відсувалася для полегшення охолодження.
Таким чином, Папен зміг підняти вантаж, приєднаний до поршня мотузкою через систему блоків. Система працювала тільки як показова модель: для повторення процесу весь апарат повинен був бути демонтований і повторно зібраний. Папен зрозумів, що для автоматизації циклу пар повинен бути проведений окремо в котлі. Тому він вважається винахідником парового котла, хоча і не запропонував конструкцію діючої парової машини.
. Парові машини другого покоління Севери і Ньюкомена
Дені Папен створив першу працюючу модель парового двигуна, чиїм недоліком було те, що він відпрацьовував тільки один цикл, після чого двигун доводилося охолоджувати, розбирати і збирати заново. Така конструкція могла використовуватися лише у показових цілях, але абсолютно не підходила для виконання корисної роботи. Пов'язано це було з тим, що вода підігрівалася безпосередньо в циліндрі, через це сам циліндр постійно перебував в гарячому стані і поршень не міг повернутися у вихідне положення. Тому послідовники Папена використовували для нагрівання води окрему ємність - паровий котел.
Першою застосованої на виробництві та запатентованої паровою машиною була пожежна установка raquo ;, сконструйована англійським інженером і власником шахти Томасом Севери в 1698 році. Це був паровий насос, а не двигун: у ньому не було циліндра з поршнем, який при своєму переміщенні приводив би щось у рух. Найважливіше в цьому пристрої було те, що пар для роботи насоса утворювався в окремому котлі. Він був досить небезпечний, оскільки через високого тиску пара ємності і труби двигуна іноді вибухали, тому Севери обережно ставився до того, наскільки потужним був його насос [4].
Машина працювала наступним чином: спочатку герметичний резервуар наповнювався пором, потім зовнішня поверхня резервуара охолоджувалася холодною водою, отчу пару конденсувався, і в резервуарі створювався частковий вакуум. Після цього вода з дна шахти засмоктувалася в резервуар через забірну трубу і після впуску чергової порції пара викидалася назовні через випускну. На трубах були встановлені клапани, пропускали воду тільки з шахти в резервуар і з резервуара в стічний жолоб, у зворотному ж напрямку вони воду не пропускали. Потім цикл повторювався, але воду можна було піднімати тільки з глибини менш 10,36 м, оскільки насправді її виштовхувало атмосферний тиск.
У насоса Севери були серйозні недоліки: він був малоефективним, тому що тепло пара щораз губилося під час охолодження контейнера, витрачав під час роботи дуже багато палива, працював переривчасто - вода відкачувалася окремими порціями. Його не можна було використовувати як універсальний двигун для приводу різних машин і механізмів, так як вони в більшості своїй працюють безперервно. Тим не менш, насос Севери допоміг винахідникам сприйняти просту думку, що в парових машинах слід користуватися парою з окремого котла.
У 1712 році англійський коваль Томас Ньюкомен, взявши за основу двигун Севери, спільно зі склярем Джоном Каллі продемонстрував свій атмосферний двигун raquo ;. На відміну від попереднього двигуна, цей мав окремий циліндр з поршнем і окремий циліндр насоса. Ц...
