BREVETTI

Il 12 Agosto 1890  Darwin E. Crosby  deposita il brevetto di un motore a vapore che impiega più cilindri ( preferibilmente quattro cilindri, come indica lo stesso Crosby nel testo del suo brevetto ) su un albero a manovella, al quale sono collegati i pistoni dei rispettivi cilindri.
La sua invenzione risale, precisamente, al 15 Aprile 1890.

Visualizza brevetto: Patent number 434143





Il 10 Marzo 1903 Byron J. Carter deposita il brevetto di un motore a vapore costituito, come scrive lo stesso Carter, da una valvola di inversione in combinazione con una valvola a disco rotante. Inoltre questo meccanismo è adatto, come indica Carter, specialmente per automobili a propulsione e usi simili. La sua invenzione risale, precisamente, al 18 Gennaio 1902.

Visualizza brevetto: Patent number 722206





 

L'Encyclopédie

Nell'Encyclopédie di Denis Diderot e Jean-Baptiste d'Alembert, Parigi, 1751-1772, il vapore viene descritto sotto due profili: scientifico (della Fisica) e medico.

• Visualizza descrizione nell'Encyclopédie: "Vapeur dans Physique"

• Visualizza descizione nell'Encyclopédie: "Vapeur en Médecine"



CRONOLOGIA

Il Vapore nel tempo...

• I secolo d.C. : Erone di Alessandria, matematico e scienziato greco, descrive l'EOLIPILA come una sfera (probabilmente metallica), che si mantiene in rotazione per effetto del vapore contenuto al suo interno, il quale fuorisce con forza da due tubi sottili a forma di "L".

• 1629 : Giovanni Branca, ingegnere e architetto italiano, crea un apparecchio che si rivela l'antenato della moderna turbina a vapore.

•  1690 : Denis Papin, matematico, fisico e inventore francese, inventa la pentola a pressione.

• 1698 : Thomas Savery, ingegnere e inventore inglese, deposita un brevetto per una pompa, che opera a vapore, per l'aspirezione dell'acqua dal fondo delle miniere.

• 1705 : Jacob Leupold, ingegnere e costruttore tedesco, progetta una "vacuum pump" ("pompa a vuoto"), una delle prime macchine a vapore "atmosferiche". Leupold pubblica anche tra il 1724 e il 1725 a Lipsia il "Theatrum machinarum generale", un'importante raccolta di illustrazioni e commenti di macchine che appartiene al genere letterario dei Teatri di macchine.

Fonte: Vittorio MARCHIS, Storia delle macchine,
           Roma-Bari : Laterza, 2010, pagg. 105-107.


Per il "Theatrum machinarum generale" di Jacob Leupold vedi lezione: Comunicare la tecnica - "I teatri di macchine"
del Prof. Vittorio Marchis.

• 1705 : Thomas Newcomen, inventore inglese, migliora la macchina di Savery: le valvole si regolano automaticamente (senza la presenza di un addetto specifico che le regoli), il meccaniscmo è alternato, ciò che fa lavorare la macchina è la pressione atmosferica, è costituita da un cilindro verticale con uno stantuffo dotato di un contrappeso.

• 1764 : James Watt, matematico e ingegnere scozzese, perfeziona la macchina di Newcomen creando la "moderna macchina a vapore":

1. Watt inserisce una camera di condensazione del vapore separata.

2. E' la pressione del vapore, e non più la pressione atmosferica, a compiere lavoro utile.

3. Il moto rettilineo alternato dello stantuffo viene trasformato nel moto rotatorio continuo di un volano attraverso un meccanismo biella-manovella.

4. Principio del doppio effetto: il vapore aziona il pistone sia nella corsa di andata sia in quella di ritorno.

5. Watt inserisce anche una valvola di regolazione comandata da un meccanismo a retroazione.

• 1804 : Richard Trevithick, inventore inglese, progetta la locomotiva. E' il primo che riesce a far muovere un veicolo su rotaia grazie alla forza del vapore.

• 1807 : Robert Fulton, ingegnere statunitense, inventa la nave a vapore.

• 1814 : George Stephenson, ingegnere britannico, perfeziona la locomotiva di Trevithick. Progetta una locomotiva a vapore chiamata Rocket.

         Vedi maggiori dettagli su: Stephenson's Rocket.

• 1880 : Thomas Alva Edison collega un motore a vapore alimentato a carbone con un generatore elettrico. La centrale di Edison fornisce così energia elettrica a Wall Street e al New York Times.

• Primi anni del XX secolo : Le case automobilistiche Stanley, White e Doble iniziano a produrre automobili a vapore.

PROTAGONISTI



I protagonisti della storia del vapore e della sua applicazione nella tecnologia sono:

• Erone di Alessandria (I-II secolo d.C.) : precursore delle macchine a vapore.

Eolipila di Erone di Alessandria

Vedi descizione: Eolipila di Erone di Alessandria

Vedi scheda: Erone, il precursore

• Otto von Guericke (1602-1686) : la "forza" della pressione atmosferica e la realizzazione della prima pompa a vuoto al mondo.



Emisferi di Magdeburgo

Vedi lezione: "Le tecnologie dell'aria e del fuoco"
del Prof. Vittorio Marchis

Vedi scheda: Emisferi di Magdeburgo

• Denis Papin (1647-1712) : inventore della PENTOLA A PRESSIONE nel 1679; si comprende che la trasformazione dell'acqua in vapore, ad opera del fuoco, può avere una rilevante utilità pratica. Nel 1685 Papin viene ammesso ad una dimostrazione davanti ai membri della "Royal Society".    (Vedi anche pagina in italiano: "Royal Society")

           Vedi scheda: Le invenzioni di Denis Papin

                                       



• Thomas Savery (1650-1715) : nel 1698 inventa la 1^ macchina a vapore, che viene utilizzata nelle miniere inglesi come pompa ciclica per portare l'acqua in superficie.







 

Vedi: La macchina di Thomas Savery

Vedi: Funzionamento della macchina di Thomas Savery

• Thomas Newcomen (1664-1729) : la macchina a vapore di Newcomen si basa sul funzionamento a "depressione" (come già quella di Savery) e sul meccanismo autonomo alternato, che non ha bisogno dell'ausilio di una persona per regolare le valvole (come, invece, era necessario nel modello di Savery).

Macchina a vapore di Thomas Newcomen

• James Watt (1736-1819) In collaborazione con Matthew Boulton (1728-1809) che possiede ingenti disponibilità finanziarie e pertanto investe sulle sue invenzioni, Watt inventa una valvola di regolazione riuscendo così a trasformare il moto alternato dello stantuffo in moto rotatorio continuo di un volano. Perfeziona e migliora la macchina a vapore di Newcomen, ottimizzandone il funzionamento, con l'inserimento di un secondo pistone per il raffreddamento del vapore che permette al primo pistone di rimanere sempre surriscaldato.

In questo modo Watt rende efficiente il rendimento della macchina a vapore, che ora, per  funzionare, necessita solo di 1/3 del carbone utilizzato dalla macchina di Newcomen.

Immagine tratta dal blog "Storia della Tecnologia"

del Prof. Vittorio Marchis

Vedi descrizione completa: Funzionamento della macchina a vapore di Watt

Vedi animazione: La macchina a vapore di Watt


Visualizza il portale: LA MACCHINA A VAPORE