第一次工业革命的重要人物 英国发明家詹姆斯·瓦特简介
奇闻追寻者詹姆斯·瓦特是英国发明家，也是第一次工业革命的重要人物。
1776年，制造出第一台具有实用价值的蒸汽机。经过一系列重大改进，成为“万能原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类能源利用的新时代，把人类带入了“蒸汽时代”。为了纪念这位伟大的发明家，后人将功率的单位指定为“瓦特”。
人物生活
家庭背景
1736年1月19日，詹姆斯·瓦特出生在苏格兰格拉斯哥附近克莱德湾的港口城市格林诺克。
瓦特的父亲是一名熟练的造船工人，拥有自己的船和造船车间，也是小镇的官员。瓦特的母亲艾格尼丝·穆尔黑德来自一个贵族家庭，受过良好的教育。都属于长老会，是坚定的誓言。虽然瓦特来自一个宗教家庭，但他后来成为了一名自然神论者。
瓦特小时候因为身体不好没有太多时间上学，主要的教育都是在家里由母亲进行。瓦特从小就表现出精湛的动手能力和数学天赋，接受了许多苏格兰民间传说和故事。
早期经验
瓦特17岁时，母亲去世，父亲的生意开始走下坡路。瓦特在伦敦的一家仪器修理厂当了一年学徒，然后回到苏格兰的格拉斯哥开了自己的修理厂。虽然当时苏格兰没有类似的修理店，但他的开店申请被格拉斯哥锤子公会拒绝，因为他七年的学徒期做得不够。
瓦特于1755年离开苏格兰，前往伦敦寻求仪器制造商的培训。康塞尔的约翰·摩根接受了他。
学习经历
1757年，格拉斯哥大学的教授给了瓦特一个在大学开小修理店的机会，帮助瓦特走出了困境。其中一位教授，物理学家和化学家约瑟夫·布雷克，成了瓦特的朋友和导师。
1757年，格拉斯哥大学任命瓦特为其官方“数学仪器制造商”，并在校园内安排了一个车间。
改进型蒸汽机
瓦特的商店开业五年后，在他的朋友罗宾逊教授的指导下，瓦特开始试验蒸汽机。直到现在，瓦特还从未亲眼见过一台工作中的蒸汽机，但他开始建造自己的蒸汽机模型。初步实验失败，但他坚持继续实验，阅读了所有能找到的关于蒸汽机的资料，独立发现了潜热的重要性。
1763年，瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机，但正在伦敦修理。他让学校取回蒸汽机，自己修理。蒸汽机修理后勉强能工作，但效率很低。瓦特经过大量的实验发现，效率低的原因是每次推动活塞，都要先将缸内的蒸汽冷凝，然后再加热进行下一次推动，这样蒸汽80%的热量都花在维持缸内温度上。
1763年至1765年，瓦特在修理纽科门泵时，设计了冷凝器来解决效率低的问题，罗巴克将瓦特的发明投入商业使用。
1765年，瓦特取得了重大进展。他想把冷凝器和钢瓶分开，这样钢瓶的温度可以保持在注入蒸汽的温度。在此基础上，他迅速搭建了一个可以连续运行的模型。
但是要建造一台真正的蒸汽机还有很长的路要走。
首先是资金。布莱克教授提供了一些帮助，但更多的资金来自约翰·罗巴克。罗巴克是一位成功的企业家，也是著名的卡伦钢铁厂的所有者。在罗巴克的赞助下，瓦特开始了新蒸汽机的试生产，并成为新公司的合作伙伴。
试制的主要难点在于活塞和气缸的制造工艺。当时钢铁工人在技术层面上更像铁匠而不是机械师，所以制造结果非常不理想。另外，因为当时的相关专利申请需要国会批准，所以大部分资金都花在了相关程序上。由于资金短缺，瓦特不得不另找一份工作，做了八年的运河测量员。
之后，roebuck破产了，所有相关的专利都被伯明翰一家铸造厂的老板matthew boulton接管了。瓦特和博尔顿开始了长达25年的成功合作。
通过与波顿的合作，瓦特获得了更好的设备资金和技术支持，尤其是在加工制造技术方面。制造新型蒸汽机的主要困难之一在于活塞和大气缸的紧密配合，这最终由约翰·威尔金森解决，他在改进大炮制造时提出了一种新的精密镗削技术，可用于蒸汽机的制造。
1774年，瓦特将自己的蒸汽机投入生产。
1776年，博尔登-瓦特蒸汽机在博罗菲尔德煤矿首次向公众展示了它的工作状态。
1776年，第一批新型蒸汽机成功制造并应用于实际生产。这些蒸汽机主要用于泵，因为它们只能提供往复直线运动。在接下来的五年里，瓦特赢得了大量订单，忙着在矿井之间跑来跑去安装这台新蒸汽机驱动的泵。在博尔顿的要求下，瓦特开始研究如何将蒸汽机的直线往复运动转化为圆周运动，使蒸汽机能够为大多数机器提供动力。一个显而易见的解决方案是用曲柄驱动，但专利权人约翰·斯蒂德要求同时分享瓦特之前的分离冷凝器专利，被瓦特坚决拒绝。
1781年，瓦特公司的员工威廉·默克多发明了一种称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统，并以瓦特的名义成功申请了专利。这项发明绕过了曲柄专利的限制，大大扩展了蒸汽机的应用。在随后的六年里，瓦特对蒸汽机进行了一系列改进，获得了一系列专利:发明了双向气缸，使蒸汽可以从两端进出，可以推动活塞向两个方向运动，而不是像以前那样向一个方向推动；使用节流阀和离心调速器来控制空气压力和蒸汽机运行；发明了气动指示器来指示蒸汽状态；发明了三连杆机构，保证气缸推杆和气泵的直线运动。瓦特早期的蒸汽机担心爆炸和泄漏的危险，使用低压蒸汽，然后引入高压蒸汽。所有这些创新相结合，使瓦特的新蒸汽机的效率比以前的纽科曼蒸汽机高五倍。
瓦特的双向蒸汽机于1782年获得专利，同年他发明了一种标准单位:马力。
1782年，韦奇伍德在伊特鲁里亚陶瓷厂大规模使用博尔顿-瓦特铸造厂生产的联合蒸汽机和伯明翰工厂生产的动力机床生产机械化陶瓷。
1784年，瓦特改进了蒸汽机，增加了一个自动调节蒸汽机速度的装置，使其适用于各种机械运动。此后，纺织工业、矿业、冶金工业、造纸工业等工业部门相继采用蒸汽机作为动力。
1785年后，瓦特改进的蒸汽机首次在纺织行业投入使用，受到广泛欢迎。
1794年，瓦特和博尔顿成立了一家专门制造蒸汽机的公司。在博尔顿的成功操作下，到1824年生产了1165台蒸汽机。瓦特和博尔顿都赚了很多钱。
步入老年
在他半退休之前，瓦特还有许多其他发明，例如用望远镜测量距离的新方法、新的直通印刷、油灯的改进、蒸汽滚压机和延续至今的机械绘图着色方法。
瓦特与博尔顿的专利合作于1800年到期，同年退休。然而，他们的合作一直持续到下一代。马修·博尔顿和乔治·w·詹姆斯·瓦特继续合作，同时聘请威廉·默克多为合伙人，这确保了公司的持续成功。退休后，瓦特和他的第二任妻子去了法国和德国，并在威尔士买了一所房子。
1819年8月25日，83岁的瓦特在英格兰斯塔福德郡汉兹沃斯的家中去世。
文章评论