Кіріспе

17/18 ғасырдағы ағылшын инженері; алғашқы коммерциялық бу сорғысын ойлап тапты. Томас Сэвери (1650 ж. шамамен – 15 мамыр 1715 ж.) – ағылшын өнертапқышы және инженері. Ол коммерциялық тұрғыда қолданылған алғашқы бумен жұмыс істейтін құрылғыны, көбінесе "Сэвери машинасы" деп аталатын бу сорғысын ойлап тапты. Сэверидің бу сорғысы суды қазудың революциялық әдісі болды, шахталарды кептіруді жақсартты және халыққа су жеткізуді кеңейтті.

Мансап

Томас Сэвери Девонның Модбери қаласына жақын жердегі Шилстон үйінде дүниеге келген. Ол әскери инженер болып, 1702 жылға қарай капитан шеніне жеткен және бос уақытын механика саласында тәжірибелер жасаумен өткізген. 1696 жылы ол шыны немесе мраморды жылтыратуға арналған машинаға патент алды, сондай-ақ "кемелерді бұрынғыдан гөрі оңай және жылдам жүзуге" мүмкіндік беретін құрылғыға патент алды, ол капистанмен қозғалатын ескектерді қамтиды. Бірақ Әскери-теңіз флотының суреттеушісі Эдмунд Даммердің жағымсыз баяндамасынан кейін Адмиралтейство бұл өтінішті қабылдамады. Сэвери Науқас және жарақат алғандар жөніндегі комиссариат үшін де жұмыс істеді, дәріханалар қоғамымен байланысты Әскери-теңіз қоры компаниясына дәрі-дәрмекпен қамтамасыз ету жөнінде келісім шарт жасады. Олардың тапсырмасы оны Девонның Дартмут қаласына жеткізді, осылайша ол Томас Ньюкоменмен танысқан болуы мүмкін.

Бумен жұмыс істейтін сорғы

1698 жылғы 2 шілдеде Сэвери бумен жұмыс істейтін сорғыға патент алды. "Оттың итергіш күшімен су көтеру және барлық түрдегі диірмендерге қозғалыс беруге арналған жаңа өнертабыс, ол кендерді судан тазалау, қалаларды сумен қамтамасыз ету және судың немесе тұрақты желдің жетіспейтін жерлердегі барлық диірмендерді жұмыс істеуге зор пайда мен тиімділік әкеледі". Ол заманауи қолданыста "құрылғы" немесе "жабдық" деген мағынаны білдіретін "двигатель" сөзінің негізінде "Савери машинасы" деп аталды. Ол 1699 жылғы 14 маусымда Корольдік қоғамға көрсетілді. Патентта суреттемелер немесе тіпті сипаттама болған жоқ, бірақ 1702 жылы Сэвери өз машинасының сипаттамасын "Кеншінің досы" немесе "Отпен су көтеру машинасы" атты кітабында берді, онда ол оның кендерден суды шығара алатынын мәлімдеді. Саверидің сорғысы поршеньсіз, тек крандар ғана қозғалмалы бөлшектері бар еді. Ол алдымен қазандықта буды көтеру арқылы жұмыс істеді; содан кейін бу бірінші жұмыс ыдысына жіберіліп, оның арқылы төмен құбырға суды үрлеуге мүмкіндік берді. Жүйе қызғанда және буға толы болғанда, қазан мен жұмыс ыдысы арасындағы кран жабылды, ал қажет болған жағдайда ыдыстың сырты салқындатылды. Бұл ішіндегі будың конденсациялануына, яғни жартылай вакуумның пайда болуына әкелді, ал атмосфералық қысым суды төменгі құбыр арқылы ыдысқа толтырды. Осы сәтте ыдыстың астындағы кран жабылып, оның және жоғары құбырдың арасындағы кран ашылды, содан кейін қазаннан көбірек бу жіберілді. Бу қысымы артқан сайын, ол суды құбыр арқылы шахтаның жоғарғы жағына итерді. Дегенмен, оның сорғысында төрт маңызды мәселе болды. Біріншіден, су әрқашан жұмыс ыдысына жіберілгенде, көп мөлшерде жылу сорғыға тасымалданатын суды қыздыруға жұмсалды. Екіншіден, келесі кезеңде суды жоғары көтеру үшін жоғары қысымды бу қажет болды, ал сорғының дәнекерленген біріктірулері жоғары қысымды буға төтеп беруге шамасы келмей, жиі жөндеуді қажет етті. Үшіншіден, бұл сорғы суды көтеру үшін оң бу қысымын пайдаланғанмен (бір жоғары қысымды сорғымен суды көтеруге болатын биіктіктің теориялық шегі болмады), практикалық және қауіпсіздік тұрғысынан қарағанда, терең кендегі суды тазарту үшін төменгі деңгейден жер бетіне дейін орташа қысымды сорғылардың тізбегі қажет болды. Төртіншіден, су сорғыға тек атмосфералық қысыммен итерілді (конденсацияланған будың "вакуумына" қарсы), сондықтан сорғы су деңгейінен 30 футтан (9 метрден) жоғары орналастырылмауы керек еді, бұл оны барлық қараңғы шахталарда орнатуды, пайдалануды және күтіп ұстауды талап етті.

Өрт сөндіру машинасы туралы заң

Саверидің 1698 жылғы шілдедегі бастапқы патенты 14 жылдық қорғауды қамтамасыз етті; келесі жылы, 1699 жылы, Парламент актісі оның қорғау мерзімін тағы 21 жылға ұзартты. Бұл акт «Томас Саверидің су көтеру және барлық түрдегі диірмен жұмыстарына қатысты өнертабысын қолдау туралы» заң ретінде белгілі болды және «Оттықозғалтқыш актісі» деп аталды. Саверидің өте кең патенті отты пайдаланып су көтеретін барлық сорғыларды қамтыды. Уитехиллдегі сәулетші Джеймс Смит Шотландияда Саверидің сорғысын пайдалану құқығын алды. 1699 жылы ол өнертапқышпен келісім жасады, ал 1701 жылы Англиядағы Саверидің грантына негізделген және сол мерзімге жұмыс істеуге бағытталған Шотландия Парламентінен патент алды. Смит машинаны «от күшімен су көтеру және диірмен жұмысын қозғалтуға арналған қозғалтқыш немесе өнертабыс» деп сипаттады және оны 14 фатом немесе 84 фут тереңдіктен су шығару үшін өзгертілгенін мәлімдеді. Англияда Саверидің патенты Томас Ньюкоменді онымен серіктестікке түсуге мәжбүр етті. 1712 жылға қарай екі адам Ньюкоменнің бу машинасының жетілдірілген дизайнын жасауға келісті, ол Саверидің патентымен сатылды, оған су резервуарлары мен сорғы таяқшалары қосылды, соның арқасында терең сулы шахталарға бу күшімен қол жеткізуге болады. Ньюкоменнің қозғалтқышы таза атмосфералық қысыммен жұмыс істеді, осылайша жоғары қысымды будың қауіптерінен сақтады және 1690 жылы француз Дени Папен ойлап тапқан поршеньдік концепцияны пайдаланды, бұл терең шахталардан су көтеруге қабілетті алғашқы бу машинасына әкелді. 1707 жылы Папен Лондонға оралғанда, Роберт Бойльдің досы, Корольдік қоғамның жаңа президенті Исаак Ньютон оны Саверимен жұмыс істеуге шақырды, олар бес жыл бірге жұмыс істеді, бірақ француз ғалымына ешқандай есімділік немесе табыс бермеді. 1715 жылы Савери қайтыс болғаннан кейін оның патенты мен Парламент актісі «Отпен су көтеру өнертабысының иелері» компаниясына тиесілі болды. Бұл компания Ньюкомен машиналарының құрылысы мен жұмысы үшін басқаларға лицензия берді, бу машиналарының құрылысы үшін жылына 420 фунт стерлинг патенттік роялти талап етті. Бір жағдайда шахта иелері компанияға жылына 200 фунт стерлинг және таза табысының жартысын «қозғалтқышты іске қосудағы қызметтері үшін» төледі. Оттықозғалтқыш актісі Ньюкоменнің өлімінен кейін төрт жыл өткен соң, 1733 жылы ғана күшін жойды.

Бу сорғысының қолданылуы

1702 жылдың наурыз айында бір газетте Сэверидің сорғылары пайдалануға дайын екені және сейсенбі мен сенбі күндері түстен кейін оның Сэлисбери Корттағы жұмыс үйінде көруге болады деп хабарланды, ол Ескі Театрдың қарамағында орналасқан. Оның бір сорғысы Лондонның Йорк Бульдингс ғимаратында орнатылды. Кейінгі сипаттамаларға сәйкес, ол "қалыпты ауадан сегіз немесе он есе күшті" бу (яғни 8–10 атмосфера) өндірді, бірақ машинаның қосылыстарын жарып жіберіп, оны шпельтермен дәнекерлеуге мәжбүр етті. Тағы біреуі Хэмптон-Корттағы сумен жабдықтауды басқару үшін салынды, ал Кенсингтондағы Кемпден-хаустағы сорғы 18 жыл бойы жұмыс істеді. Саверидің бірнеше сорғылары шахталарда сыналып көрді, бірақ Wednesbury (бұрынғы Стаффордшир) және жақын маңдағы көмір шахталарындағы Broad Waters тобаны құрғатуға жасалған әрекет сәтсіз аяқталды. Бұл тобан бірнеше жыл бұрын кенеттен суға толып кеткен еді. Дегенмен, сорғыны "іске қосу" мүмкін болмады. Будың көлемі соншалықты үлкен болғандықтан, ол "барлық машинаны бөлік-бөлік етіп қиратты". Бу сорғысы қолданудан шығарылды және су көтеру жоспары мүмкін емес деп танылды. Бұл шамамен 1705 жылы болған болуы мүмкін.

Ньюкомен бу машинасымен салыстыру

Savery бу сорғысы Newcomen бу машинасына қарағанда капиталдық шығындары әлдеқайда төмен болды, 2–4 ат күші бар Savery сорғысының бағасы 150–200 GBP шамасында болды. Ол кішкентай өлшемдерде де қол жетімді болды, тіпті 1 ат күшімен де шығарылды. Newcomen бу машиналары үлкен және әлдеқайда қымбат болды. Олардың үлкен өлшемділігі поршенді бу машиналарының кішкентай өлшемдерде тиімсіздігімен байланысты болды, кем дегенде 1900 жылға дейін 2 ат күші бар поршенді қозғалтқыштар пайда болғанша. Savery типті сорғылар 18 ғасырдың соңына дейін өндірісте болды.

Кейінгі жұмыстарға әсер ету

Кейінгі бірнеше сорғы жүйелері Саверидің сорғысы негізінде құрылуы мүмкін. Мысалы, екікамерлі пульсометрлік бу сорғысы – оның сәтті жетілдірілген нұсқасы.