من اخترع المحرك البخاري .. تاريخ اكتشاف الآلة البخارية وأهم أجزائها

نقدم لك، عزيزي القارئ، إجابة عن التساؤل المطروح حول “من اخترع المحرك البخاري؟”، حيث يرجع اختراع المحرك البخاري في العصور القديمة إلى مخترع يوناني، وكان ذلك في العقد الأول من القرن الأول الميلادي.

إذ يعتبر واحدا من أوائل الذين بدأوا البحث في اختراع المحرك البخاري، حيث تأثر العالم الصناعي بشكل إيجابي بذلك الاختراع، وكان السؤال الذي يطرحه العديد من الأشخاص في ذلك الوقت هو كيف يمكن لهذا الجهاز أن يكون مفيدا، خاصة أن هذا الاختراع ساهم في ثورة صناعية وجعل العالم الحديث مكانا مختلفا عن الماضي، حيث حقق تقدما كبيرا في مجالات الزراعة والنقل.

المحرك البخاري هو آلة تتكون من وعاء يمتلئ بالماء وبفعل الضغط يتحول إلى بخار. يرتفع البخار لأعلى الوعاء، وعندما نخفض الماء من الوعاء يصبح البخار أكثر كثافة. يمكننا إضافة المزيد من الماء إلى الوعاء من خلال الصمام السفلي. إذا كنتم ترغبون في معرفة تاريخ اكتشاف المحرك البخاري ومخترعه، فقط اتبعوا مقالنا على الموسوعة.

من اخترع المحرك البخاري

• في القرن الأول الميلادي، قام اليوناني هيرو السكندري بابتكار أول محرك بخاري بدائي، حيث كان يتألف من كرة فارغة يتم تجميعها على زوج من الأنابيب، عن طريق التسخين من الأسفل بواسطة النار، يتم نقل البخار إلى الكرة عبر أنابيب أخرى في منتصف الكرة، مما يتسبب في دوران الكرة، وبالتالي يمكن استخدام البخار كوسيلة للدفع.
• حتى القرن السابع عشر الميلادي، لم يقم العلماء بأي محاولات لاستخدام الطاقة التي يولدها المحرك البدائي.

تاريخ اكتشاف الآلة البخارية

يعود تاريخ اكتشاف الآلة البخارية إلى القرن السابع عشر الميلادي، حيث كانت المناجم تغمرها المياه بسبب الأعماق الكبيرة لتلك المناجم، واستخدم المحرك البخاري لضخ المياه من المناجم. ومن اخترع هذه الآلة البخارية؟ سنوضح ذلك في السطور التالية

• جيرونيمو دي ايانز، مسؤول التعدين الإسباني، هو أول من استخدم المحرك البخاري في المناجم الممتلئة بالمياه في عام 1606.
•  بالإضافة إلى حصوله على براءة اختراع للمحرك البخاري، تم استخدامه في مناجم الفضة في جبال الكانال الإشبيلية، وحصل على براءة اختراع المحرك البخاري للاستخدام في التعدين.
• سجل المهندس توماس سافيري في عام 1698 براءة اختراع للمحرك البخاري الذي استطاع بشكل فعال سحب المياه من المناجم باستخدام البخار.
• سافيري في عام 1705 اعتمد أفكار دينيس بابين في اختراع أواني الضغط وحولها إلى اختراع مفيد بواسطة الغلايات البخارية.
• على الرغم من نجاح سافيري في اختراع المحرك البخاري، وجد أن المحرك لا يمكنه سحب الماء إلا من الأعماق القليلة.
• قام المخترع الإنجليزي توماس نيوكومن بتطوير المحرك البخاري الذي أعيد تصميمه لسحب المياه من المناجم، مما ساهم في التخلص من الضغط الزائد للبخار، وهو مشكلة كانت تواجه المخترع سافيري وتسببت في تدفقات غير مرغوب فيها.
• أطلق على محرك نيوكومن اسم المحرك الجوي بسبب استخدامه ضغط البخار الذي كان قريبا من الضغط الجوي، بالإضافة إلى أنه كان أول آلة ناجحة في ضخ المياه باستخدام البخار.
• على الرغم من ذلك، كان المحرك البخاري لنيوكومن يحتوي على العديد من العيوب أيضا، حيث كان يحتاج إلى تدفق مستمر للماء البارد لتبريد الأسطوانة البخارية التي تعتبر الجزء المسؤول عن تحويل ضغط البخار إلى حركة.
• تم الانتهاء من العمل بمحرك نيوكومن في عام 1765، وبدأ جيمس وات الاسكتلندي في تعديل جزء صغير من محرك نيوكومن، مما أدى إلى دخولنا مرحلة جديدة في تصنيع المحرك البخاري المكثف.

مخترع المحرك البخاري المكثف

•  منذ طفولته، كان جيمس وات مهووسا بتفكيك الآلات، وأثناء دراسته في الجامعة، كان ينصب اهتمامه على الآلات البخارية.
• حاز هذا الشخص على العديد من الألقاب مثل أبو الثورة الصناعية والمهندس الميكانيكي.
• كان جيمس وات محتارا بشأن الكمية الكبيرة من البخار التي يتم استهلاكها في محرك نيوكومن واستنتج أن حل مشكلة عدم الكفاءة يكمن في التخلص من التبريد.
• وضع جيمس وات مكثفا ومعزولا للسماح للأسطوانة بالحفاظ على درجة حرارة ثابتة.
• لم يتمكن جيمس وات من إنهاء محركه الجوي الأمر الذي يرجع لأسباب مالية.
• في عام 1776، أسس جيمس وات شركة مع المهندس ماثيو بولتون، وبمساعدة مالية من بولتون، تمكن جيمس وات من تطوير المحرك الدوار عن طريق إضافة حركة موازية تزيد من قوة أسطوانة البخار.
•  وكان محرك بولتون ووات البخاري من أول المحركات التي فتحت الباب لتشغيل جهاز للتحكم في سرعة المحرك.
• قام ويليام مردوخ بتطوير محرك محسن وتحويل الحركة الترددية إلى حركة دورانية.

أجزاء المحرك البخاري

يعتمد عمل المحرك البخاري على حرق الفحم لإخراج الطاقة الحرارية وتسخين الماء في الغلي وتحويله إلى بخار، مشابها لغلي عملاق فوق محرقة من الفحم، ولكن بدلا من أفراع البخار في الهواء.

يعمل المحرك عن طريق استخدام البخار لتشغيل الآلات، وفيما يلي سنستعرض الأجزاء الأساسية للمحرك البخاري

• وعاء ممتلئ بالماء يتم تسخينه على النار لتحويله إلى بخار.
• تتألف من ضاغط وأسطوانة، ثم يتم تحريك الضاغط داخل الأسطوانة عن طريق ضغط بخار يدخل من الوعاء
• يعتبر بيت النار جزءا من المحرك البخاري.
• آلة يتم تصفيدها بواسطة المكبس، ويمكن أن تكون آلة مصنعة أو مضخة مياه.
• وهناك مئات الأجزاء داخل المحرك، ولكن هذا الوصف مبسط جدا.

إلى هنا عزيزي القارئ قد أجبنا على سؤال: من اخترع المحرك البخاري؟ وقد كان لهذا الاختراع دور مهم في الثورة الصناعية، حيث تم استخدامه في السفن والسكك الحديدية، فضلا عن استخدامه للآلات في المصانع.

وتم تطوير الاختراع بواسطة العديد من المخترعين، حتى وصل إلى التوربينات البخارية التي تولد 86% من إجمالي الطاقة الكهربائية في العالم.

يمكنك، عزيزي القارئ، متابعة المزيد عبر الموسوعة العربية الشاملة.

المراجع

1-