Höyrymoottorit ja teollisuuden vallankumous

Höyrykone, joko yksinään tai osana junaa, on teollisen vallankumouksen ikoninen keksintö. Seitsemännentoista vuosisadan kokeilut muuttuivat 1800-luvun puoliväliin mennessä teknologiaksi, joka tuotti valtavia tehtaita, salli syvempien kaivoksien ja muutti kuljetusverkon.

Ennen vuotta 1750 perinteinen mielivaltainen aloituspäivämäärä teollinen vallankumous, suurin osa Ison-Britannian ja Euroopan teollisuudesta oli perinteisiä ja veivät veteen tärkeimmäksi energialähteeksi. Tämä oli vakiintunut tekniikka, joka käytti puroja ja vesipyöriä, ja se oli todistettu ja laajalti saatavissa Ison-Britannian maisemissa. Oli suuria ongelmia, koska jouduit olemaan lähellä sopivaa vettä, joka voi johtaa sinut eristyneisiin paikkoihin, ja sillä oli taipumus jäätyä tai kuivua. Toisaalta se oli halpaa. Vesi oli myös elintärkeää liikenteelle jokien ja rannikkokaupan kanssa. Eläimiä käytettiin myös voimankäyttöön ja kuljetukseen, mutta niiden kuljettaminen oli kallista ruokansa ja hoidonsa vuoksi. Jotta nopea teollistuminen tapahtuisi, tarvittiin vaihtoehtoisia energialähteitä.

Ihmiset olivat kokeilleet höyryllä toimivia moottoreita 1700-luvulla ratkaisuna virtaongelmat, ja vuonna 1698 Thomas Savery keksi koneensa veden nostamiseen tulen avulla. Cornanan tinakaivoksissa käytetty pumpattiin vettä yksinkertaisella ylös ja alas liikkeellä, jota käytettiin vain rajoitetusti ja jota ei voitu käyttää koneissa. Sillä oli myös taipumus räjähtää, ja höyryn kehitystä hidasti patentti, Savery hallitsi kolmekymmentäviisi vuotta. Vuonna 1712 Thomas Newcomen kehitti erityyppisen moottorin ja ohitti patentit. Tätä käytettiin ensin Staffordshiren hiilikaivoksissa, sillä oli suurin osa vanhoista rajoituksista ja se oli kallista ajaa, mutta sillä oli selvä etu, ettei se räjähtää.

1800-luvun jälkipuoliskolla keksijä tuli James Watt, mies, joka rakensi toisten kehitykseen ja josta tuli merkittävä höyrytekniikan avustaja. Vuonna 1763 Watt lisäsi erillisen lauhduttimen Newcomenin moottoriin, joka säästää polttoainetta; tänä aikana hän työskenteli raudantuotantoteollisuudessa toimivien ihmisten kanssa. Sitten Watt ryhtyi entisen leluvalmistajan kanssa, joka oli vaihtanut ammatin. Vuonna 1781 Watt, entinen leikkimies Boulton ja Murdoch rakensivat pyörivän toiminnan höyrykoneen. Tämä oli suurin läpimurto, koska sitä voitiin käyttää koneiden käyttövoimana, ja vuonna 1788 asennettiin keskipakoisvastaanotin pitämään moottori käynti tasaisella nopeudella. Nyt siellä oli vaihtoehtoinen energialähde laajemmalle teollisuudelle ja vuoden 1800 jälkeen alkoi höyrykoneiden massatuotanto.

Kun otetaan huomioon höyryn maine vallankumouksessa, jonka perinteisesti sanotaan alkavan vuodesta 1750, höyryn käyttöönotto oli suhteellisen hidasta. Paljon teollistumista oli tapahtunut jo ennen höyryvoiman käyttöä, ja paljon oli kasvanut ja parantunut ilman sitä. Kustannukset olivat alun perin yhden tekijän pidättäviä moottoreita, koska teollisuuslaitokset käyttivät muita energialähteitä pitämään käynnistyskustannukset alhaisina ja välttämään suuria riskejä. Joillakin teollisuusyrityksillä oli konservatiivinen asenne, joka kääntyi hitaasti höyryyn. Ehkä tärkeämpää on, että ensimmäiset höyrykoneet olivat tehottomia, käyttivät paljon hiiltä ja tarvitsivat suurten tuotantolaitosten toimiakseen kunnolla, kun taas suuri osa teollisuudesta oli pienimuotoista. Kesti aikaa (1830- / 40-luvuihin saakka), ennen kuin hiilen hinnat laskivat ja teollisuus muuttui riittävän suureksi tarvitsemaan enemmän voimaa.

tekstiiliteollisuus oli käyttänyt monia erilaisia ​​energialähteitä vedestä ihmiseen useissa kotitalousjärjestelmän työntekijöissä. Ensimmäinen tehdas oli rakennettu 1800-luvun alussa ja se käytti vesivoimaa, koska tuolloin tekstiilejä voitiin tuottaa vain pienellä määrällä voimaa. Laajeneminen tapahtui laajentamalla vesipyöriä useammalle joelle. Kun höyrykäyttöiset koneet olivat mahdollisia c. Vuonna 1780 tekstiilit olivat alun perin hitaita tekniikan käyttöönottoon, koska se oli kallista, vaati korkeita aloituskustannuksia ja aiheutti ongelmia. Ajan myötä höyryn kustannukset kuitenkin laskivat ja käyttö kasvoi. Vesi- ja höyryenergiasta tuli jopa vuonna 1820, ja vuoteen 1830 mennessä höyry oli hyvissä ajoin edessä, mikä lisäsi huomattavasti tekstiiliteollisuuden tuottavuutta, kun uusia tehtaita perustettiin.

kivihiili, rauta- ja terästeollisuus stimuloivat toisiaan vallankumouksen aikana. Hiilen tarve oli ilmeinen höyrykoneiden käyttämiseksi, mutta nämä moottorit mahdollistivat myös syvemmät kaivokset ja lisääntynyt hiilen tuotanto, mikä tekee polttoaineesta halvempaa ja höyryä halvempaa, mikä lisää kysyntää hiili.

rautateollisuus myös hyötynyt. Aluksi höyryä käytettiin veden pumppaamiseen takaisin säiliöihin, mutta tämä kehittyi pian ja höyryä käytettiin suurempien ja parempien masuunien syöttämiseen, mikä mahdollisti raudantuotannon lisääntymisen. Pyörivät höyrymoottorit voitiin kytkeä muihin rautaprosessin osiin, ja vuonna 1839 höyryvasara oli ensimmäinen käytössä. Höyry ja rauta yhdistettiin jo vuonna 1722, kun rautamagnaatti Darby ja Newcomen työskentelivät yhdessä parantaakseen raudan laatua höyrykoneiden tuotannossa. Parempi rauta tarkoitti höyryn tarkkuutta. Lisää hiiltä ja rautaa.

Höyrykone voi olla teollisen vallankumouksen kuvake, mutta kuinka tärkeä se oli tässä ensimmäisessä teollisuusvaiheessa? Deaneen kaltaiset historioitsijat ovat sanoneet, että moottorilla ei ollut aluksi vaikutusta, koska se oli sovellettavissa vain suuriin teollisuusprosesseihin ja vuoteen 1830 asti suurin osa oli pienimuotoisia. Hän on samaa mieltä siitä, että jotkut teollisuudenalat, kuten rauta ja hiili, käyttivät sitä, mutta pääomakustannukset tulivat enemmistölle kannattaviksi vasta vuoden 1830 jälkeen, koska viivästykset tuotettavien moottorien tuotannossa, korkeat kustannukset käynnistyksessä ja helppous, jolla käsityötä voi palkata ja potkaista verrattuna höyrykoneeseen. Peter Mathias väittää suurin piirtein saman asian, mutta painottaa, että höyryä olisi silti pidettävä yhtenä avaintekijänä Teollisen vallankumouksen eteneminen, joka tapahtui loppupuolella, käynnisti toisen höyrykäyttöisen vaihe.