2026. január 19., 09:18

290 éve született James Watt, a gőzgép feltalálója

Kétszázkilencven éve, 1736. január 19-én született James Watt, az első gyakorlatban is alkalmazható gőzgép feltalálója, aki ezzel jelentősen hozzájárult az ipari forradalom elindulásához. 

James Watt
Fotó: wikimedia commons

A skóciai Greenockban jött a világra, apja hajóács és hajótulajdonos volt, anyja előkelő családból származott. Beteges gyermek volt, migrénje miatt sokáig még szülei is azt gondolták, hogy gyengeelméjű, írni-olvasni anyja tanította otthon. Tizenévesen félárvaságra jutott, és korábban jól kereső apja csődbe ment, ezért megélhetést keresve Londonba utazott. Inasnak állva tanulta ki a szerszámok használatát és a gépek készítését, javítását, majd 1756-ban visszatért Skóciába és Glasgow-ban nyitott műhelyt. Mivel azonban nem volt elég hosszú inasideje, engedélyét elvették, ő pedig az önkormányzatot élvező helyi egyetemre szegődött műszerésznek. Ott bízták meg a Thomas Newcomen-féle himbás gőzgép javításával, amelybe egy londoni mesternek már beletörött a bicskája. Watt megbirkózott a feladattal, de ezzel nem elégedett meg: elhatározta, hogy javít a masina kétségbeejtően alacsony, egyszázalékos hatásfokán.

Minden gondolatom a gép körül forog, semmi másra nem tudok gondolni"

- írta egy barátjának. Állását otthagyta, szűkös alkalmi jövedelmét földméréssel, hangszerek javításával, készítésével, sőt egyes feltételezések szerint márkás fuvolák hamisításával egészítette ki.

Végül rájött az addigi gőzgéptípusok alapvető hibáira és a megoldásra is. Elválasztotta a gőzlecsapódást végző kondenzátort a hengertől, amelyben a dugattyú mozog, a hengert, amelyet így nem kellett újra és újra lehűteni, hőszigeteléssel látta el és fáradt hővel fűtötte. A fáradt gőzt külön tartályban kondenzálta és külön hűtötte, így 75 százalék energiamegtakarítást ért el. Emellett száműzte a gépből a levegőt, vagyis lezárta az addig nyitott hengert és egyatmoszférás gőzzel töltötte ki a helyét, az így biztonságossá vált gépben a munkát nem a külső légkör, hanem a gőz végezte. Az utókor 1769-től, a tökéletesített gőzgéptől számítja az ipari forradalom kezdetét.

Watt egyéb újításokat is bevezetett: megszerkesztette a kettős hatású gőzgépet, amelyben a gőz ereje felváltva a dugattyú mindkét oldalán hatott (korábban a gőz csak egyik oldalra nyomta ki a dugattyút, amely csak lassan mozdult vissza a másik irányba.) A gépet bolygókerekes hajtóművel és lendítőkerékkel látta el, amely átlendítette a holtponton, így először tette azt nemcsak előre és hátra, hanem forgómozgásra is képessé. Sőt, mivel 1784-ben már gőzvezetékkel fűtötte irodáját, őt tekinthetjük a gőzfűtés feltalálójának is.

Gőzgépét 1769-ben John Roebuck nagyiparossal együtt szabadalmaztatta és megkezdte az értékesítést.

Később az anyagi nehézségekkel küzdő Roebuck helyére a birminghami Matthew Boulton lépett, aki elérte, hogy az 1783-ban lejáró szabadalmat 1800-ig meghosszabbítsák. Az 1775-ben megalapított Boulton and Watt Hajtóműgyár 1799-től készített először teljesen vasból álló gőzgépet. A gőzgépek hamar elterjedtek, használták a bányákban vízemelésre, a kohászatban, a textiliparban, vízműveknél és még számos helyen. A gépeket a bányatulajdonosoknak ingyen adták, csak azt kérték: a különbözetet fizessék meg, amennyivel kevesebb szenet használnak fel, mint a hasonló teljesítményű Newcomen-gép esetében tennék. Nem fizettek rá...

Watt nevéhez fűződik a gőzgép hatékonyságát növelő további találmány, a dugattyú paralelogrammás vezetése és a centrifugális regulátor a gépezet fordulatszámának szabályozására. A paralelogramma rudazat segítségével a mozgás áttevődött egy fojtószelepre, amely a gőzbevezetést csökkentette, lelassítva a túl gyors szerkezetet. Ezzel a módszerrel a fordulatszámot két érték között lehetett tartani, Watt tehát az automatizálás előfutárának is tekinthető.

A feltaláló 1784-ben gőzmeghajtású járművet épített és szabadalmaztatott, három, különböző sebességű erőátvitellel. 1801-ben Boulton és Watt elsőként alkalmazták magasépítésben a hídépítésben már évtizedek óta bevettnek számító öntöttvasat. Watt egy gőznyomáskijelző szerkezetet, egy gőzzel hajtott mángorlót, valamint egy tökéletesített olajlámpát és egy dokumentummásolót is megalkotott.

Felfedezte, hogy a víz nem elem, hanem vegyület, s behatóan tanulmányozta a gőz rejtett hőtartalmának kérdéseit. Gőzgépe szabadalmának lejártakor, 1800-ban tisztelt és gazdag emberként vonult vissza, a virágzó üzletet fiára hagyta. Számos kitüntetésben részesült, a glasgow-i egyetem díszdoktora, a Királyi Akadémia tagja lett, de a felkínált báróságot visszautasította.

James Watt 1819. augusztus 25-én halt meg heathfieldi otthonában, Handsworthben (ma Birmingham része). A helyi Szent Mária-templomban temették el, ahol ma síremléke látható.

2002-ben beválasztották a 100 leghíresebb brit személyiség közé, és a magyarok is naponta találkozhatnak vele: a Keleti pályaudvar homlokzatáról tekint le a gőzmozdonyt feltaláló George Stephenson társaságában.

Nevét őrzi a teljesítmény SI mértékegysége, a watt. 1783-ban ugyanis gőzgépének erejére kíváncsian azt egy erős igáslóéval hasonlította össze, és azt találta, hogy az állat 150 fontot képes egy másodperc alatt négy láb magasra emelni, így határozta meg a lóerő fogalmát. Egy watt az a teljesítmény, amelyet 1 Joule munka 1 másodperc alatt létrehoz, egy lóerő mintegy 735,5 watt.

Megosztás
Címkék