वाट भाप इंजन

वाट भाप इंजन का डिजाइन भाप इंजन का समानार्थी बन गया, और मुख्य वाट डिजाइन को बदलने के लिए महत्वपूर्ण रूप से नए डिजाइन शुरू होने से कई साल पहले यह था।

1712 में थॉमस न्यूकोमेन द्वारा पेश किए गए पहले भाप इंजन, "वायुमंडलीय" डिजाइन के थे। पावर स्ट्रोक (इंजन) के अंत में, इंजन द्वारा स्थानांतरित की जा रही वस्तु के वजन ने पिस्टन को सिलेंडर के शीर्ष पर खींच लिया क्योंकि भाप पेश की गई थी। फिर सिलेंडर को पानी के एक स्प्रे से ठंडा किया गया, जिससे भाप संघनित हो गई, जिससे सिलेंडर में आंशिक वैक्यूम बन गया। पिस्टन के शीर्ष पर वायुमंडलीय दबाव ने इसे नीचे धकेल दिया, कार्य वस्तु को ऊपर उठा दिया। जेम्स वॉट ने देखा कि सिलेंडर को वापस उस बिंदु तक गर्म करने के लिए काफी मात्रा में गर्मी की आवश्यकता होती है जहां भाप तुरंत बिना संघनित हुए सिलेंडर में प्रवेश कर सके। जब सिलिंडर इतना गर्म था कि वह भाप से भर गया तो अगला पॉवर स्ट्रोक शुरू हो सकता था।

वाट ने अनुभव किया कि सिलेंडर को गर्म करने के लिए जरूरी गर्मी को एक अलग संघनक सिलेंडर जोड़कर बचाया जा सकता है। पावर सिलेंडर को भाप से भर देने के बाद, द्वितीयक सिलेंडर के लिए एक वाल्व खोला गया, जिससे भाप उसमें प्रवाहित हो सके और संघनित हो सके, जिससे मुख्य सिलेंडर से भाप निकली जिससे बिजली का झटका लगा। भाप संघनित रखने के लिए संघनक सिलेंडर पानी ठंडा किया गया था। पावर स्ट्रोक के अंत में, वाल्व को बंद कर दिया गया था अतएव पिस्टन के शीर्ष पर चले जाने पर पावर सिलेंडर भाप से भर सके। परिणाम न्यूकॉमन के डिजाइन के समान चक्र था, लेकिन बिजली सिलेंडर को ठंडा किए बिना जो तुरंत एक और स्ट्रोक के लिए तैयार था।

वाट ने कई वर्षों की अवधि में डिजाइन पर कार्य किया, कंडेनसर की शुरुआत की, और व्यावहारिक रूप से डिजाइन के हर हिस्से में सुधार पेश किया। विशेष रूप से, वाट ने सिलेंडर में पिस्टन को सील करने के विधियों पर परीक्षणों की एक लंबी श्रृंखला का प्रदर्शन किया, जिससे बिजली के नुकसान को रोकने के लिए बिजली के झटके के दौरान रिसाव काफी कम हो गया। इन सभी परिवर्तनों ने एक अधिक विश्वसनीय डिजाइन का निर्माण किया, जो समान मात्रा में बिजली का उत्पादन करने के लिए आधे कोयले का उपयोग करता था।

नया डिजाइन 1776 में व्यावसायिक रूप से पेश किया गया था, जिसमें पहला उदाहरण कैरोन कंपनी आयरनवर्क्स को बेचा गया था। वाट ने इंजन में सुधार के लिए कार्य करना जारी रखा, और 1781 में इंजनों की रैखिक गति को रोटरी गति में बदलने के लिए सूर्य और ग्रह गियर का उपयोग करके एक प्रणाली की शुरुआत की। इसने न केवल मूल पम्पिंग भूमिका में, बल्कि उन भूमिकाओं में प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन के रूप में भी उपयोगी बना दिया, जहां पहले पानी के पहिये का उपयोग किया जाता था। औद्योगिक क्रांति में यह एक महत्वपूर्ण क्षण था, क्योंकि बिजली के स्रोत अब कहीं भी स्थित हो सकते हैं, पहले की तरह, उपयुक्त जल स्रोत और स्थलाकृति की आवश्यकता नहीं थी। वाट के साथी मैथ्यू बौल्टन ने इस रोटरी शक्ति का उपयोग करने वाली मशीनों की एक बड़ी संख्या का विकास करना शुरू किया, पहला आधुनिक औद्योगिक कारखाना, सोहो फाउंड्री का विकास किया, जिसने बदले में नए भाप इंजन डिजाइन तैयार किए। वाट के शुरुआती इंजन मूल न्यूकमेन डिजाइनों की तरह थे जिसमें वे कम दबाव वाली भाप का इस्तेमाल करते थे, और सभी शक्ति वायुमंडलीय दबाव से उत्पन्न होती थी। जब, 1800 के दशक की शुरुआत में, अन्य कंपनियों ने उच्च दबाव वाले भाप इंजन पेश किए, सुरक्षा चिंताओं के कारण वाट सूट का पालन करने के लिए अनिच्छुक था अपने इंजनों के प्रदर्शन में सुधार करना चाहते हैं, वाट ने उच्च-दबाव वाली भाप के उपयोग पर विचार करना शुरू किया, साथ ही डबल-अभिनय अवधारणा और बहु-विस्तार अवधारणा दोनों में कई सिलेंडरों का उपयोग करने वाले डिजाइनों पर भी विचार किया। इन डबल-अभिनय इंजनों को समानांतर गति के आविष्कार की आवश्यकता थी, जिसने सिलेंडर में पिस्टन को सही रखते हुए, अलग-अलग सिलेंडरों की पिस्टन छड़ों को सीधी रेखाओं में स्थानांतरित करने की अनुमति दी, जबकि चलने वाले बीम कुछ स्तर तक भाप इंजनों में क्रॉसहेड के माध्यम से चले गए।

परिचय
1698 में, अंग्रेजी यांत्रिक डिजाइनर थॉमस सेवरी ने एक पम्पिंग उपकरण का आविष्कार किया जो वाष्प को संघनित करके बनाए गए निर्वात के माध्यम से एक कुएं से सीधे पानी खींचने के लिए भाप का उपयोग करता था। उपकरण को खानों की निकासी के लिए भी प्रस्तावित किया गया था, लेकिन यह केवल लगभग 25 फीट तक तरल पदार्थ खींच सकता था, जिसका अर्थ है कि यह खदान के फर्श से इस दूरी के भीतर स्थित होना चाहिए। जैसे-जैसे खदानें गहरी होती गईं, यह प्रायः अव्यवहारिक होता गया। बाद के इंजनों की तुलना में इसमें बड़ी मात्रा में ईंधन की खपत भी हुई।

गहरी खानों को निकालने का समाधान थॉमस न्यूकॉमन द्वारा खोजा गया था जिन्होंने एक "वायुमंडलीय" इंजन विकसित किया था जो वैक्यूम सिद्धांत पर भी कार्य करता था। इसने एक रॉकिंग बीम के एक छोर पर एक श्रृंखला से जुड़े जंगम पिस्टन युक्त एक सिलेंडर लगाया जो इसके विपरीत छोर से एक यांत्रिक लिफ्ट पंप का कार्य करता था। प्रत्येक स्ट्रोक के तल पर, पिस्टन के नीचे सिलेंडर में भाप को प्रवेश करने की अनुमति दी गई थी। जैसा कि पिस्टन सिलेंडर के भीतर उठा, एक प्रतिसंतुलन द्वारा ऊपर की ओर खींचा गया, इसने वायुमंडलीय दबाव पर भाप खींची। स्ट्रोक के शीर्ष पर भाप के वाल्व को बंद कर दिया गया था, और भाप को ठंडा करने के साधन के रूप में ठंडे पानी को संक्षेप में सिलेंडर में इंजेक्ट किया गया था। इस पानी ने भाप को संघनित किया और पिस्टन के नीचे एक आंशिक निर्वात पैदा किया। इंजन के बाहर का वायुमंडलीय दबाव तब सिलेंडर के अंदर के दबाव से अधिक था, जिससे पिस्टन सिलेंडर में चला गया। पिस्टन, एक श्रृंखला से जुड़ा हुआ है और इसके स्थान पर "रॉकिंग बीम" के एक छोर से जुड़ा हुआ है, बीम के विपरीत छोर को ऊपर उठाते हुए बीम के अंत को नीचे खींच लिया। इसलिए, रस्सियों और जंजीरों के माध्यम से बीम के विपरीत छोर से जुड़ी खदान में गहरा पंप चलाया गया था। पंप ने पानी के स्तंभ को ऊपर की ओर खींचने के स्थान पर धक्का दिया, इसलिए यह किसी भी दूरी तक पानी उठा सकता था। एक बार जब पिस्टन नीचे था, चक्र दोहराया गया।

न्यूकॉमन इंजन सावेरी इंजन से ज्यादा शक्तिशाली था। पहली बार पानी को 100 गज (91 मीटर) से अधिक की गहराई से उठाया जा सका। 1712 से पहला उदाहरण 500 घोड़ों की एक टीम को बदलने में सक्षम था जिसका उपयोग खदान को बाहर निकालने के लिए किया गया था। ब्रिटेन, फ्रांस, हॉलैंड, स्वीडन और रूस में खानों में पचहत्तर न्यूकॉमन पंपिंग इंजन लगाए गए थे। अगले पचास वर्षों में इंजन के डिज़ाइन में केवल कुछ छोटे परिवर्तन किए गए। यह एक बहुत बड़ी उन्नति थी।

जबकि न्यूकम इंजन व्यावहारिक लाभ लाए, वे ऊर्जा के उपयोग के मामले में अक्षम थे। बारी-बारी से भाप के जेट भेजने की प्रणाली, फिर ठंडे पानी को सिलेंडर में भेजने का मतलब था कि सिलेंडर की दीवारों को बारी-बारी से गर्म किया जाता था, फिर प्रत्येक स्ट्रोक के साथ ठंडा किया जाता था। भाप का प्रत्येक आवेश तब तक संघनित होता रहेगा जब तक कि सिलेंडर एक बार फिर से कार्य करने वाले तापमान तक नहीं पहुँच जाता। इसलिए प्रत्येक स्ट्रोक में भाप की क्षमता का भाग खो गया।

पृथक कंडेनसर
1763 में, जेम्स वाट ग्लासगो विश्वविद्यालय में उपकरण निर्माता के रूप में कार्य कर रहे थे, जब उन्हें एक मॉडल न्यूकमेन इंजन की मरम्मत का कार्य सुपुर्द किया गया था और उन्होंने नोट किया कि यह कितना अक्षम था।

1765 में, वाट ने इंजन को एक अलग कंडेनसेशन कक्ष से लैस करने के विचार की कल्पना की, जिसे उन्होंने "कंडेनसर" कहा। क्योंकि संघनित्र और कार्यरत सिलेंडर (इंजन) अलग थे, सिलेंडर से गर्मी के महत्वपूर्ण नुकसान के बिना संक्षेपण हुआ। संघनित्र हर समय ठंडा और वायुमंडलीय दबाव से नीचे रहता है, जबकि सिलेंडर हर समय गर्म रहता है।

भाप बॉयलर से पिस्टन के नीचे सिलेंडर तक खींची गई थी। जब पिस्टन सिलेंडर के शीर्ष पर पहुंच गया, तो स्टीम इनलेट वाल्व बंद हो गया और कंडेनसर के मार्ग को नियंत्रित करने वाला वाल्व खुल गया। कंडेनसर कम दबाव में होने के कारण, सिलेंडर से भाप को कंडेनसर में खींचता है जहां यह ठंडा होता है और जल वाष्प से तरल पानी में संघनित होता है, जिससे कंडेनसर में एक आंशिक वैक्यूम बना रहता है जिसे कनेक्टिंग मार्ग द्वारा सिलेंडर के स्थान पर संचार किया जाता है। बाहरी वायुमंडलीय दबाव ने पिस्टन को सिलेंडर के नीचे धकेल दिया।

सिलेंडर और कंडेनसर के अलग होने से न्यूकमेन इंजन के काम करने वाले सिलेंडर में भाप के संघनित होने पर होने वाली गर्मी की कमी समाप्त हो गई। इसने न्यूकमेन इंजन की तुलना में वाट इंजन को अधिक दक्षता प्रदान की, जिससे न्यूकमेन इंजन के समान काम करते समय खपत कोयले की मात्रा कम हो गई।

वाट के डिजाइन में, ठंडे पानी को केवल संघनन कक्ष में ही इंजेक्ट किया गया था। इस प्रकार के कंडेनसर को जेट कंडेनसर के रूप में जाना जाता है। कंडेनसर सिलेंडर के नीचे ठंडे पानी के स्नान में स्थित है। स्प्रे के रूप में कंडेनसर में प्रवेश करने वाले पानी की मात्रा भाप की गुप्त गर्मी को अवशोषित करती है, और इसे संघनित भाप की मात्रा के सात गुणा के रूप में निर्धारित किया गया था। संघनित और इंजेक्ट किए गए पानी को तब वायु पंप द्वारा हटा दिया गया था, और आसपास के ठंडे पानी ने शेष तापीय ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए 30 डिग्री सेल्सियस से 45 डिग्री सेल्सियस के कंडेनसर तापमान और 0.04 से 0.1 के बराबर दबाव को बनाए रखने के लिए कार्य किया।

प्रत्येक स्ट्रोक पर कंडेनसर से गर्म घनीभूत निकाला जाता था और एक वैक्यूम पंप द्वारा गर्म कुएं में भेजा जाता था, जिससे बिजली सिलेंडर के नीचे से भाप को बाहर निकालने में भी मदद मिलती थी। अभी भी गर्म घनीभूत को बॉयलर के लिए फीडवाटर के रूप में पुनर्नवीनीकरण किया गया था।

न्यूकमेन डिजाइन में वाट का अगला सुधार सिलेंडर के शीर्ष को सील करना और एक जैकेट के साथ सिलेंडर को घेरना था। पिस्टन के नीचे प्रवेश करने से पहले भाप को जैकेट के माध्यम से पारित किया गया था, पिस्टन और सिलेंडर को इसके भीतर संघनन को रोकने के लिए गर्म रखा गया था। दूसरा सुधार पिस्टन के दूसरी तरफ वैक्यूम के विरुद्ध भाप के विस्तार का उपयोग था। स्ट्रोक के दौरान भाप की आपूर्ति में कटौती की गई, और भाप दूसरी तरफ वैक्यूम के खिलाफ फैल गई। इसने इंजन की दक्षता में वृद्धि की, लेकिन शाफ्ट पर एक चर टोक़ भी बनाया जो कई अनुप्रयोगों के लिए अवांछनीय था, विशेष रूप से पम्पिंग में। वाट ने इसलिए विस्तार को 1:2 के अनुपात तक सीमित कर दिया (यानी भाप की आपूर्ति आधे स्ट्रोक में कट गई)। इसने सैद्धांतिक दक्षता को 6.4% से बढ़ाकर 10.6% कर दिया, जिसमें पिस्टन के दबाव में केवल एक छोटा सा परिवर्तन था। सुरक्षा चिंताओं के कारण वॉट ने उच्च दाब वाली भाप का उपयोग नहीं किया।

न्यूकमेन डिजाइन में वाट का अगला सुधार सिलेंडर के शीर्ष को सील करना और एक जैकेट के साथ सिलेंडर को घेरना था। पिस्टन के नीचे प्रवेश करने से पहले भाप को जैकेट के माध्यम से पारित किया गया था, इसके भीतर संघनन को रोकने के लिए पिस्टन और सिलेंडर को गर्म रखा गया था। दूसरा सुधार पिस्टन के दूसरी तरफ वैक्यूम के खिलाफ भाप के विस्तार का उपयोग था। स्ट्रोक के दौरान भाप की आपूर्ति में कटौती की गई, और दूसरी तरफ वैक्यूम के खिलाफ भाप का विस्तार हुआ। इसने इंजन की दक्षता में वृद्धि की, लेकिन शाफ्ट पर एक परिवर्तनीय टोक़ भी बनाया जो कई अनुप्रयोगों के लिए अवांछनीय था, विशेष रूप से पम्पिंग में। वाट ने इसलिए विस्तार को 1:2 के अनुपात तक सीमित कर दिया (अर्थात भाप की आपूर्ति आधे स्ट्रोक में कट गई)। इसने सैद्धांतिक दक्षता को 6.4% से बढ़ाकर 10.6% कर दिया, जिसमें पिस्टन दबाव में केवल एक छोटा बदलाव था। सुरक्षा चिंताओं के कारण वाट ने उच्च दाब वाली भाप का उपयोग नहीं किया।

इन सुधारों के कारण 1776 का पूर्ण विकसित संस्करण तैयार हुआ जो वास्तव में उत्पादन में चला गया।

मैथ्यू बोल्टन और जेम्स वाट की साझेदारी
अलग कंडेनसर ने न्यूकमेन इंजन में सुधार के लिए नाटकीय क्षमता दिखाई लेकिन एक विपणन योग्य इंजन को सिद्ध करने से पहले वाट अभी भी दुर्गम प्रतीत होने वाली समस्याओं से निराश था। मैथ्यू बोल्टन के साथ साझेदारी में प्रवेश करने के बाद ही यह वास्तविकता बन पाई। वाट ने बोल्टन को इंजन में सुधार के बारे में अपने विचारों के बारे में बताया, और बोल्टन, एक उत्साही उद्यमी, बर्मिंघम के पास सोहो, बर्मिंघम में एक परीक्षण इंजन के विकास के लिए धन देने पर सहमत हुए। अंत में वाट के पास सुविधाओं तक पहुंच थी और शिल्पकारों का व्यावहारिक अनुभव था जो जल्द ही पहला इंजन कार्य करने में सक्षम थे। पूरी तरह से विकसित होने के कारण, इसने न्यूकम की तुलना में लगभग 75% कम ईंधन का उपयोग किया।

1775 में, वाट ने दो बड़े इंजन डिजाइन किए: एक Tipton में ब्लूमफील्ड कोलियरी के लिए, मार्च 1776 में पूरा हुआ, और एक जॉन विल्किन्सन (उद्योगपति) के लिए श्रॉपशायर में ब्रॉस्ली में आयरनवर्क्स के लिए, जो अगले महीने कार्य पर था। स्ट्रैटफ़ोर्ड, लंदन में एक तीसरा इंजन, पूर्वी लंदन में स्ट्रैटफ़ोर्ड-ले-बो, उस गर्मी में भी कार्य कर रहा था। वाट ने कई वर्षों तक अपने भाप इंजनों के लिए एक सटीक ऊबा हुआ सिलेंडर प्राप्त करने का असफल प्रयास किया था, और हथौड़े वाले लोहे का उपयोग करने के लिए मजबूर किया गया था, जो गोल नहीं था और पिस्टन के पिछले हिस्से में रिसाव का कारण बना। जोसेफ विकम रो ने 1916 में कहा: जब [जॉन] जॉन स्मेटन ने पहला इंजन देखा तो उन्होंने इंजीनियर्स सोसायटी को बताया कि 'न तो उपकरण और न ही कार्य करने वाले मौजूद थे जो पर्याप्त सटीकता के साथ ऐसी जटिल मशीन का निर्माण कर सकते थे।. 1774 में, जॉन विल्किन्सन (उद्योगपति) ने एक बोरिंग मशीन का आविष्कार किया जिसमें शाफ्ट जो काटने के उपकरण को दोनों सिरों पर समर्थित करता था और सिलेंडर के माध्यम से बढ़ाया जाता था, कैंटिलीवर बोरर्स के विपरीत तब उपयोग में था। बौल्टन ने 1776 में लिखा था कि मिस्टर विल्किन्सन ने बिना किसी त्रुटि के हमें कई सिलेंडरों से ऊब दिया है; 50 इंच व्यास का वह, जिसे हमने टिप्टन में रखा है, किसी भी हिस्से में पुराने शिलिंग की मोटाई पर गलत नहीं है।

बौल्टन और वाट का अभ्यास खान-मालिकों और अन्य ग्राहकों को इंजन बनाने में मदद करना था, उन्हें खड़ा करने के लिए पुरुषों और कुछ विशेष भागों की आपूर्ति करना था। हालांकि, उनके पेटेंट से उनका मुख्य लाभ इंजन मालिकों को उनके द्वारा बचाए गए ईंधन की लागत के आधार पर लाइसेंस शुल्क लेने से प्राप्त हुआ था। उनके इंजनों की अधिक ईंधन दक्षता का मतलब था कि वे उन क्षेत्रों में सबसे आकर्षक थे जहां ईंधन महंगा था, विशेष रूप से कॉर्नवाल, जिसके लिए 1777 में व्यस्त, टिंग टैंग और चासवाटर खानों के लिए तीन इंजनों का आदेश दिया गया था।

बाद में सुधार
पहले वाट इंजन न्यूकॉमन इंजन की तरह वायुमंडलीय दबाव इंजन थे, लेकिन संघनन सिलेंडर से अलग हो रहा था। कम दबाव वाली भाप और आंशिक वैक्यूम दोनों का उपयोग करके इंजनों को चलाने से इंजन के विकास की संभावना बढ़ जाती है। वाल्वों की व्यवस्था बारी-बारी से कम दबाव वाली भाप को सिलेंडर में प्रवेश कर सकती है और फिर कंडेनसर से जुड़ सकती है। नतीजतन, पावर स्ट्रोक की दिशा उलटी हो सकती है, जिससे रोटरी गति प्राप्त करना आसान हो जाता है। सिंगल- और डबल-एक्टिंग सिलेंडर इंजन के अतिरिक्त लाभ दक्षता में वृद्धि, उच्च गति (अधिक शक्ति) और अधिक नियमित गति थे।

डबल एक्टिंग पिस्टन के विकास से पहले, बीम और पिस्टन रॉड का जुड़ाव एक श्रृंखला के माध्यम से होता था, जिसका अर्थ था कि शक्ति को खींचकर केवल एक दिशा में लागू किया जा सकता था। यह उन इंजनों में प्रभावी था जिनका उपयोग पानी को पंप करने के लिए किया जाता था, लेकिन पिस्टन की दोहरी क्रिया का मतलब था कि यह धक्का देने के साथ-साथ खींच भी सकता था। यह तब तक संभव नहीं था जब तक बीम और रॉड एक श्रृंखला से जुड़े हुए थे। इसके अलावा, सीलबंद सिलेंडर के पिस्टन रॉड को सीधे बीम से जोड़ना संभव नहीं था, क्योंकि जब रॉड एक सीधी रेखा में लंबवत रूप से चलती थी, तो बीम को उसके केंद्र में घुमाया जाता था, जिसमें प्रत्येक पक्ष एक चाप को अंकित करता था। बीम और पिस्टन की परस्पर विरोधी क्रियाओं को पाटने के लिए, वाट ने अपनी समानांतर गति विकसित की। इस डिवाइस ने एक पैंटोग्राफ (परिवहन) के साथ एक चार बार लिंकेज (मैकेनिकल) का इस्तेमाल किया, जिससे आवश्यक सीधी रेखा गति का उत्पादन बहुत सस्ते में किया जा सके, अगर उसने लिंकेज के स्लाइडर प्रकार का इस्तेमाल किया हो। उन्हें अपने समाधान पर बहुत गर्व था। दोनों दिशाओं में वैकल्पिक रूप से लगाए गए बल के माध्यम से पिस्टन शाफ्ट से जुड़े बीम होने का मतलब यह भी था कि पहिया को घुमाने के लिए बीम की गति का उपयोग करना संभव था। बीम की क्रिया को घूर्णन गति में बदलने का सबसे सरल उपाय बीम को एक क्रैंकशाफ्ट द्वारा एक पहिया से जोड़ना था, लेकिन क्योंकि क्रैंक के उपयोग पर किसी अन्य पक्ष के पेटेंट अधिकार थे, वाट को एक अन्य समाधान के साथ आने के लिए बाध्य होना पड़ा। उन्होंने एक कर्मचारी विलियम मर्डोक द्वारा सुझाई गई अधिचक्रीय गियर सन एंड प्लैनेट गियर सिस्टम को अपनाया, केवल बाद में, एक बार पेटेंट अधिकार समाप्त हो जाने के बाद, अधिकांश इंजनों पर देखे जाने वाले अधिक परिचित क्रैंक के लिए। क्रैंक से जुड़ा मुख्य पहिया बड़ा और भारी था, जो एक चक्का के रूप में कार्य करता था, जो एक बार गति में सेट हो जाता था, इसकी गति से एक निरंतर शक्ति बनी रहती थी और वैकल्पिक स्ट्रोक की क्रिया को सुचारू कर देता था। इसके घूर्णन केंद्रीय शाफ्ट के लिए, विभिन्न प्रकार की मशीनरी को चलाने के लिए बेल्ट और गियर संलग्न किए जा सकते हैं।

क्योंकि कारखाने की मशीनरी को एक स्थिर गति से संचालित करने की आवश्यकता थी, वाट ने एक भाप नियामक वाल्व को एक केन्द्रापसारक गवर्नर से जोड़ा, जिसे उन्होंने स्वचालित रूप से पवन चक्कियों की गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले से अनुकूलित किया। केन्द्रापसारक एक वास्तविक गति पीआईडी ​​​​नियंत्रक नहीं था क्योंकि लोड में परिवर्तन के जवाब में यह एक निर्धारित गति नहीं रख सकता था। इन सुधारों ने ब्रिटिश उद्योग के लिए बिजली के मुख्य स्रोतों के रूप में जल चक्र और घोड़ों को बदलने के लिए भाप इंजन की अनुमति दी, जिससे यह भौगोलिक बाधाओं से मुक्त हो गया और औद्योगिक क्रांति में मुख्य चालकों में से एक बन गया।

वाट भाप इंजन के कार्यकाज पर मौलिक शोध से भी संबंधित थे। उनका सबसे उल्लेखनीय मापने वाला उपकरण, जो आज भी उपयोग में है, पिस्टन की स्थिति के अनुसार सिलेंडर के भीतर भाप के दबाव को मापने के लिए एक दबाव नापने का यंत्र को शामिल करने वाला वाट संकेतक आरेख है, जो भाप के दबाव का प्रतिनिधित्व करने वाले आरेख को उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है। पूरे चक्र में इसकी मात्रा।

संरक्षित वाट इंजन
सबसे पुराना जीवित वाट इंजन 1777 का ओल्ड बेस (बीम इंजन) है, जो अब विज्ञान संग्रहालय, लंदन में है। दुनिया का सबसे पुराना कार्य करने वाला इंजन स्मेथविक इंजन है, जिसे मई 1779 में सेवा में लाया गया था और अब बर्मिंघम में थिंकटैंक, बर्मिंघम में (पूर्व में अब निष्क्रिय विज्ञान और उद्योग संग्रहालय, बर्मिंघम में)। विल्टशायर के क्रॉफ्टन पंपिंग स्टेशन में 1812 बौल्टन और वाट इंजन अपने मूल इंजन हाउस में अभी भी सबसे पुराना है और अभी भी वह कार्य करने में सक्षम है जिसके लिए इसे स्थापित किया गया था। यह केनेट और एवन नहर के लिए पानी पंप करने के लिए इस्तेमाल किया गया था; पूरे वर्ष के कुछ सप्ताहांतों में आधुनिक पंप बंद कर दिए जाते हैं और क्रॉफ्टन के दो भाप इंजन अभी भी इस कार्य को करते हैं। सबसे पुराना मौजूदा घूर्णी भाप इंजन, व्हिटब्रेड इंजन (1785 से, अब तक का तीसरा घूर्णी इंजन), सिडनी, ऑस्ट्रेलिया में पावरहाउस संग्रहालय में स्थित है। 1788 का बोल्टन-वाट इंजन विज्ञान संग्रहालय (लंदन)|विज्ञान संग्रहालय, लंदन में पाया जा सकता है। जबकि एक 1817 उड़ाने वाला इंजन, जिसे पहले नेथर्टन, वेस्ट मिडलैंड्स आयरनवर्क्स ऑफ़ MW ग्रेज़ब्रुक में इस्तेमाल किया जाता था, अब बर्मिंघम में A38(M) मोटरवे की शुरुआत में एक ट्रैफ़िक द्वीप डार्टमाउथ सर्कस को सजाता है।

डियरबॉर्न, मिशिगन में हेनरी फ़ोर्ड संग्रहालय में 1788 वाट के घूर्णी इंजन की प्रतिकृति है। यह बोल्टन-वाट इंजन का पूर्ण पैमाने पर कार्य करने वाला मॉडल है। अमेरिकी उद्योगपति हेनरी फोर्ड ने 1932 में अंग्रेजी निर्माता चार्ल्स समरफील्ड से प्रतिकृति इंजन की शुरुआत की। संग्रहालय में एक मूल बोल्टन और वाट वायुमंडलीय पंप इंजन भी है, जो मूल रूप से बर्मिंघम में नहर पंपिंग के लिए उपयोग किया जाता है, नीचे दिखाया गया है, और बाउयर स्ट्रीट पम्पिंग स्टेशन पर सीटू में उपयोग में है 1796 से 1854 तक, और बाद में 1929 में डियरबॉर्न को हटा दिया गया।

हैथोर्न, डेवी एंड कंपनी
द्वारा निर्मित वाट इंजन 1880 के दशक में, हैथोर्न डेवी एंड कंपनी / लीड्स ने बाहरी कंडेनसर के साथ 1 hp / 125 rpm वायुमंडलीय इंजन का उत्पादन किया, लेकिन भाप के विस्तार के बिना। यह तर्क दिया गया है कि यह संभवतः निर्मित होने वाला अंतिम वाणिज्यिक वायुमंडलीय इंजन था। वायुमंडलीय इंजन के रूप में, इसमें दबावयुक्त बॉयलर नहीं था। यह छोटे व्यवसायों के लिए अभिप्रेत था।

हालिया घटनाक्रम
वाट के विस्तार इंजन को आम तौर पर केवल ऐतिहासिक रुचि के रूप में ही माना जाता है। हालाँकि कुछ हालिया विकास हैं जो प्रौद्योगिकी के पुनर्जागरण का कारण बन सकते हैं। आज, उद्योग द्वारा उत्पन्न 100 और 150 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान के साथ भारी मात्रा में बेकार भाप और बेकार गर्मी है। इसके अलावा, सोलरथर्मल कलेक्टर, भूतापीय ऊर्जा स्रोत और बायोमास रिएक्टर इस तापमान रेंज में गर्मी पैदा करते हैं। इस ऊर्जा का उपयोग करने के लिए प्रौद्योगिकियां हैं, विशेष रूप से ऑर्गेनिक रैंकिन चक्र। सिद्धांत रूप में, ये भाप टर्बाइन हैं जो पानी का उपयोग नहीं करते हैं लेकिन एक द्रव (एक प्रशीतक) जो 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर वाष्पित हो जाता है। हालांकि ऐसी प्रणालियां काफी जटिल हैं। ये 6 से 20 बार के दबाव के साथ कार्य करते हैं, जिससे पूरे सिस्टम को पूरी तरह से सील करना पड़ता है।

विस्तार इंजन यहां महत्वपूर्ण लाभ प्रदान कर सकता है, विशेष रूप से 2 से 100 किलोवाट की कम बिजली रेटिंग के लिए: 1:5 के विस्तार अनुपात के साथ, सैद्धांतिक दक्षता 15% तक पहुंच जाती है, जो ओआरसी सिस्टम की सीमा में है। विस्तार इंजन पानी का उपयोग कार्यशील तरल के रूप में करता है जो सरल, सस्ता, गैर विषैले, गैर ज्वलनशील और गैर संक्षारक है। यह वायुमंडलीय के करीब और नीचे के दबाव पर कार्य करता है, जिससे सीलिंग की समस्या नहीं होती है। और यह एक साधारण मशीन है, जिसका अर्थ लागत प्रभावशीलता है। साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय / यूके के शोधकर्ता वर्तमान में अपशिष्ट भाप और अपशिष्ट गर्मी से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए वाट के इंजन का एक आधुनिक संस्करण विकसित कर रहे हैं। उन्होंने सिद्धांत में सुधार किया, यह प्रदर्शित करते हुए कि 17.4% तक की सैद्धांतिक क्षमता (और 11% की वास्तविक क्षमता) संभव है। सिद्धांत को प्रदर्शित करने के लिए, एक 25 वाट का प्रायोगिक मॉडल इंजन बनाया गया और उसका परीक्षण किया गया। इंजन में भाप के विस्तार के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण जैसी नई सुविधाएँ शामिल हैं। तस्वीर 2016 में निर्मित और परीक्षण किए गए मॉडल को दिखाती है। वर्तमान में, एक स्केल-अप 2 kW इंजन के निर्माण और परीक्षण के लिए एक परियोजना तैयार की जा रही है।

यह भी देखें

 * कार्नाट चक्र
 * कॉर्लिस स्टीम इंजन
 * इंजन गर्म करें
 * ऊष्मप्रवैगिकी
 * श्रेणी: संरक्षित बीम इंजन
 * इवान पोलज़ुनोव ने 1766 में एक डुअल-पिस्टन स्टीम इंजन बनाया, लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन करने से पहले ही उसकी मृत्यु हो गई

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

 * मैड्रिड के तकनीकी विश्वविद्यालय
 * भाप का इंजन
 * Newcom वायुमंडलीय इंजन
 * पानी का चक्का
 * तलरूप
 * मैथ्यू बोल्टन
 * खुदाई
 * वायु - दाब
 * वाष्पीकरण
 * ब्रसेल्स
 * जॉन विल्किंसन (उद्योगपति)
 * बोल्टन और वाट
 * प्रत्यागामी इंजन
 * पेंटोग्राफ (परिवहन)
 * केन्द्रापसारक राज्यपाल
 * हेनरी फोर्ड संग्रहालय
 * A38 (एम) मोटरवे
 * वयर्थ ऊष्मा
 * कार्बनिक रैंकिन चक्र

बाहरी कड़ियाँ

 * Watt atmospheric engine – Michigan State University, Chemical Engineering
 * Watt's 'perfect engine' – excerpts from Transactions of the Newcomen Society.
 * Boulton & Watt engine at the National Museum of Scotland
 * Boulton and Watt Steam Engine at the Powerhouse Museum, Sydney
 * James Watt Steam Engine Act on the UK Parliament website