瓦特与蒸汽机

•有的書說帕潘是首先發明蒸汽機的人。
•有的書說蒸汽機是誰發明的，已不可考。
•1698年，托馬斯．薩弗里(Thomas Savery)使 用蒸氣製造真空的壓縮幫浦，此蒸汽機只限於 抽水，但是效率極低。
(當時社會上因為棉紡機需要動力，除了傳統 的水車和馬力之外，希望能有提供更充裕、更 可靠的動力。)
•1705年，紐科門發明 第一個有活塞的蒸汽 機。但是，活塞轉動 一次的時間太久，而 且耗費太多的燃料， 比起它所提供的動力 來，它消耗燃料太多， 所以經濟效益不大。
瓦特蒸汽機概念圖
瓦特蒸汽機模擬動畫
• 蒸汽機上附加了一個冷凝裝置，並將汽 缸分離開來。
• 圖片來源： http://www.geocities.com/Athens/Ac ropolis/6914/wvae.htm
• 伯明罕的大實業家－蒲爾頓，出資與瓦特合作， 成立「蒲爾頓瓦特公司」。由於瓦特不斷的改 良，加上工廠的技術更加完備，新的蒸汽機完 工再度試驗時，終於成功。蒲爾頓則傾全力將 蒸汽機推向世界各地。
• 蒲爾頓將蒸汽機賣進紡織廠後，蒸汽機大大提 升紡織工廠的生產力，十到十五年之間，棉織 品的價格降低了百分之七十。因為紡織場對蒸 汽機有大量的需求，使得瓦特與蒲爾頓合夥的 公司財源滾滾，兩人都因而成了富翁。
•瓦特又在蒲爾頓的建議下開始研究旋轉式的蒸 汽機。
•1781年發明一組齒輪，將蒸汽機「往復式」的 直線運動轉變成旋轉式運動，讓紡織業之外的 其他工業也可以運用蒸汽機，如此更擴大了蒸 汽機的使用範圍。
•之後，特萊比希克提高了蒸汽壓力，這樣一來， 既加大了蒸汽機的功率，又加快了活塞的運動 速度，它的體積是相同馬力瓦特蒸汽機的五分 之一，1802年他發明了「高壓蒸汽機」，獲得 高壓蒸汽機的專利。
•特萊比希克也曾成功研發蒸氣汽車、蒸氣火車。
•瓦特早就發現特萊比希克的才華，卻使 用手段迫使他逃離英國。
瓦特與蒸汽機
•我們都聽過這樣的故事：瓦特年輕的時候，有 一次看到水壺的水燒開了，蒸汽不斷的向上冒 而掀開水壺蓋，瓦特得到啟發，於是發明了蒸 汽機。但是這和事實有些差距，因為蒸汽機不 是瓦特發明的。
•在瓦特之前，就有人發明了蒸汽機，瓦特只是 把別人發明的蒸汽機加以改良，讓蒸汽機更好 用，並且可以用在工業生產上。但是，光是 「改良」，就足足讓瓦特奮鬥了將近20年的時 間。
紐科門蒸汽機概念圖
•1762年，瓦特在格拉斯哥大學內擔任工 匠，受委託修理一台紐科門式蒸汽機的 模型，使他開始對蒸汽機產生興趣，從 此開啟瓦特改良蒸汽機的研究之路。
•1765年春天，瓦特靈機一動，在氣筒外另 作一個凝結器，把氣筒裡的蒸氣引入凝結 器中加以冷卻，這樣既可以防止蒸氣的浪 費，又同時解決燃料耗費和活塞轉動時間 的問題。經過一次又一次的實驗，瓦特改 良的模型蒸汽機終於成功的運轉。從瓦特 開始研究蒸汽機到這個時候，已經經歷十 年的光陰。
•據當時估計500台左右的博爾頓-瓦特蒸汽機正 在使用中。其中38%的蒸汽機用於抽水，剩下 的用於紡織廠、煉鐵爐、麵粉廠和其他工業， 提供旋轉式動力。
Байду номын сангаас
•另外瓦特把以前只在汽筒內的活塞一邊 放進蒸氣來發動活塞的方式，改進成兩 邊可以輪流輸放蒸氣，而使蒸氣的力量 能夠應用於活塞的來回轉動，這種機器 就叫做雙動機。
•1782年發明了雙動式蒸汽機，使蒸汽機 的效率再提高三倍多。
•1788年，瓦特又發明了遠心調速的自動 速度調節裝置。當蒸汽機轉動得太快的 時候，可減少汽筒的蒸汽量降低速度； 相反地，轉動速度慢了，會使蒸汽機提 高速度。也就是可以自動控制蒸汽機的 速度，使蒸汽機的轉動保持在一定的速 度上。
•1790年發明壓力表、計數器、指示器和 節流閥門。
•山田大龍(2004)：從故事看科學。台北：世朝 出版社。
•李鳳玲與孫秀英(2001)：著名發明家和他的發 明。台北：德格出版社。
•特萊比希克高壓蒸汽機的出現，似乎宣 告了瓦特時代的結束。
•史蒂文生接續前人的研究，1825年蒸汽 機火車「旅行號」成為第一輛實用號火 車。1829年英國開始了鐵路時代。
•所以，舊技術無法阻礙新技術的發展。
參考資料：
• http://www.bug.org.tw/museum/s_star15.h tm
•蒸汽機的歷史意義，在它利用熱能、機 械供給動力的，產生穩定、大量而有效 率的動力來源，讓蒸汽機用於各種工業 用途。
•因此，19世紀瓦特以蒸汽機為基礎的改 良和發明，帶動整個歐洲的工業革命， 改變人類的歷史，讓人類擺脫水、風等 自然力的依賴。
•1819年秋天，瓦特以83歲的高齡，悄然 離開人世，世人對瓦特蒸汽機有一段讚 譽：「它將人類孱弱的手武裝起來……， 以一種不可限制的力量，完成對事物的 控制……，並為未來機械力的奇蹟奠定 了基石……」