蒸汽機

經常有人說，英國人瓦特發明了蒸汽機，還流傳着少年瓦特看到爐上燒着的水壺在水開後蓋子被蒸汽衝開而受啓發，發明了蒸汽機，從而推動了社會發展的動人故事。

事實上，在瓦特的高效率蒸汽機未問世之前，已早有很多人在研究、製造蒸汽機。公元前120年，埃及的一個哲學家西羅曾造出一臺蒸汽機，但沒被人注意就埋沒了。1612年，法國機械師德戈，也實驗出熱蒸汽的力量。1698年，有個叫薩物雷的，也曾造了一臺機器，可從低窪處將水吸到地面上。其他還有狄賽戈里耳、派朋、紐可門等不下數十人，都曾對蒸汽機進行過研究，並付出了一定的心血。到18世紀中葉，瓦特開始他對蒸汽機的研究製作時，有關蒸汽機的技術發展已經成熟，如汽缸活塞結構、大氣壓力的知識、冷凝蒸汽的方法、各種附件的製造技術等都已初步具備。瓦特是在前人大量實踐基礎上，繼承了前人的成果，對蒸汽機作了重大改進，將它變成“萬能的原動力”，從而引起動力革命，爲機器大工業提供了有效的動力。

在1763年，有一次，格拉斯哥大學的一合紐可曼蒸汽機壞了，讓瓦特去修理。這個偶然難得的好機會，正是早就嚮往研究蒸汽機的瓦特涉足蒸汽機技術領域的開始。他把機器拆開，一個零件一個零件的研究，並進行了修理。最後又全部安裝好。試車時，他發現機器雖然修好了，但動作緩慢，真像是老牛拉破車。“能不能加快呢?能不能形成連續動作呢?”瓦特苦苦思索起來。最後他給統可曼蒸汽機總結了兩大缺點：一個是活塞動作不連續;另一個是蒸汽浪費太大。除此之外，瓦特又仔細研究了這臺機器。他發現蒸汽缸下端的三個閥門的開關，全需人來操縱，而不是自動開關。這樣活塞來回開關一次，汽缸也就由熱變冷一次，當然，每次處有許多蒸汽白白浪費在加熱的汽缸上。他計算了一下，真正生效的蒸汽僅佔1/4。弄清了蒸汽機存在的問題後，瓦特確定了改進機器的方向：(一)蒸汽機活塞的動作必須連續而且要快;(二)不使汽缸冷卻，以避免蒸汽的浪費;(三)汽缸的閥門必須能自動開閉。就是這三個難題使瓦特日夜苦思，寢食難安。他天天拿着瓶子，竹筒子做實驗，不懂就向別人請教。他那種廢寢忘食的樣子，使不少人誤認爲他的神經好像失常了。

瓦特想：解決問題的途徑，必須從保持汽筒的溫度開始考慮。可是怎麼保持呢?他思索着，叨唸着。有時查閱書籍，有時找別人談談，有時一個人在房間裏比劃着。過了好久，有一天，他在格拉斯哥大學草坪上散步時，驀地想出瞭解決的辦法。假如在汽筒的外邊安裝上一個“分離凝結器”，蒸汽就可以在“凝結器”內化成水，汽筒便不會冷卻，不致浪費熱量了。瓦特豁然開朗，立即回到修理房間，開始工作了。他夜以繼日地實驗，排除重重困難，終於製成了“分離凝結器”。這是瓦特對蒸汽機的關鍵改革。1769年，瓦特把蒸汽機改成爲發動力較大的單動式發動機。後來又經過多次研究，於1782年完成了新的蒸汽機的試製工作。機器上有了聯動裝置，把單式改爲旋轉運動。完善的蒸汽機發明成功了，蒸汽機終於變成了“萬能原動機”。