토머스 뉴커먼
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1. 개요
토머스 뉴커먼은 1664년 잉글랜드 데번에서 태어난 철물점 운영자이자 침례교 신자였다. 그는 18세기 초 광산 배수 문제를 해결하기 위해 토머스 세이버리와 드니 파팽의 아이디어를 결합하여 증기 기관을 개발했다. 뉴커먼 기관은 1712년 더들리 근처의 코니그리 탄광에 설치되어 성공적으로 작동했으며, 이후 영국과 유럽 각지로 보급되었다. 뉴커먼은 세이버리의 특허로 인해 자신의 기관을 세이버리의 특허 하에 건설하고 판매해야 했지만, 1729년 사망할 때까지 약 75년 동안 널리 사용되었다. 그의 업적을 기려 1920년 과학사 학회는 뉴커먼 협회로 명명되었다.
18세기 초, 광산 산업은 갱도 내 침수 문제로 큰 어려움을 겪고 있었다. 기존의 배수 방식은 비효율적이었고, 깊은 갱도에서는 사용할 수 없었다. 뉴커먼은 토머스 세이버리와 드니 파팽의 증기 기관 아이디어를 결합하여 주석 광산에서 물을 퍼 올리는 데 사용되는 증기 기관을 만들었다.[3] 뉴커먼은 사우스 데번의 상인이었던 세이버리와 알고 있었을 가능성이 높다. 세이버리는 병든 선원 및 부상 선원 위원회에서 직책을 맡았으며, 이로 인해 다트머스에 가게 되었다. 세이버리의 "화재 엔진"은 증기를 빈 용기에 넣은 다음 응축시키는 열 흡수 장치의 일종으로, 생성된 진공은 광산 바닥의 샘에서 물을 빨아들이는 데 사용되었다. 하지만 "화재 엔진"은 그다지 효과적이지 않았고 약 30피트 이상의 깊이에서는 작동할 수 없었다.
2. 생애
2. 1. 초기 생애와 배경
토머스 뉴커먼은 1664년 2월 24일 잉글랜드 남서부 데번 주 다트머스의 세인트 세이비어 교회에서 세례를 받았다.[12] 아버지는 엘라이어스(Elias), 어머니는 사라(Sarah)였으며, 집안은 철물점을 운영했고, 뉴커먼은 5남매 중 셋째(차남)였다. 그의 가문은 침례교 신앙을 가졌으며, 뉴커먼 역시 독실한 침례교 신자로 성장했다. 그는 지역 침례교회에서 평신도 설교자로 활동했으며, 1710년 이후에는 지역 침례교 신도들의 목사가 되었다. 그의 아버지는 유명한 청교도 목사 존 플래벌을 다트머스로 데려온 사람들 중 한 명이었다.[15][16][17]
1678년경 엑스터에서 철물점 견습생으로 일했으며,[13] 1685년경 다트머스로 돌아와 가업을 이어받았다.[13] 그는 콘월과 데번의 광산을 자주 방문하며 광산 장비를 판매했고,[14] 이 과정에서 광산 배수 문제의 심각성을 인식하고 개선에 힘쓰게 되었다. 훗날 뉴커먼의 사업 파트너가 되는 존 칼리 역시 다트머스 출신의 침례교도였다.
뉴커먼은 1705년에 한나 웨이머스와 결혼하여 3명의 아이를 낳았다.[15] 훗날 런던에서의 그의 직장 동료였던 에드워드 월린은 저명한 침례교 신학자 존 길과 연관이 있는 목사였다. 조지프 혼블로어는 10대 초반에 뉴커먼에게 설교를 듣고 열성적인 신도가 되었으며, 뉴커먼 기관의 건조를 맡게 되었고, 그의 자녀와 손자들 역시 그 후의 증기 기관 개발과 건조에 크게 관여하게 되었다.[18]
2. 2. 존 칼리와의 협력
2. 3. 결혼과 가족
2. 4. 종교적 신념
토머스 뉴커먼은 지방 침례교회의 평신도 설교자이자 가르치는 장로였다.[15][16][17] 1710년 이후 그는 지역 침례교 신도들의 목사가 되었다. 그의 아버지는 유명한 청교도 목사 존 플래벌을 다트머스로 데려온 사람들 중 한 명이었다. 훗날 런던에 있는 뉴커먼의 사업 연락책 중 한 명인 에드워드 월린은 사우스워크 세인트 존 호슬리다운의 유명한 의사 존 길과 연관된 또 다른 침례교 목사였다. 뉴커먼이 브롬스그로브의 침례교회와 맺은 관계는 그의 증기 기관의 보급에 물질적으로 도움이 되었는데, 엔지니어 조나단 혼블로워 시니어와 그의 아들이 같은 교회에 관여했기 때문이다.[18]
토머스 뉴커먼의 증조부는 다트머스 인근 마을의 저명한 교구 목사였으며, 조부 대부터 침례교 신도가 되었고, 토머스의 부친은 유명한 전도자 존 플래벌/John Flavel영어을 다트머스로 데려온 그룹의 일원이었다. 토머스 역시 플래벌에게 교육을 받았을 것으로 여겨진다. 토머스 자신도 지역 침례교회에서 평신도 설교자를 맡았으며, 후년에 기관의 일로 지역을 떠나서도 일요일에는 설교자 일에 전념했다.
3. 뉴커먼 대기압 엔진 개발
뉴커먼은 증기가 응축되는 수용 용기를 파팽의 설계를 기반으로 한 피스톤이 들어 있는 실린더로 대체했다. 진공이 물을 빨아들이는 대신, 피스톤을 아래로 당겼다. 이것은 중앙 지렛대에서 큰 나무 빔이 흔들리는 빔 엔진을 작동하는 데 사용되었다. 빔의 반대편에는 광산 기저부에 있는 펌프에 연결된 체인이 있었다. 다음 동력 행정을 위해 증기 실린더가 증기로 다시 채워지면 기계의 무게에 의해 물이 펌프 실린더로 빨려 들어가 파이프로 표면으로 배출되었다.
[[파일:Newcomens Dampfmaschine aus Meyers 1890.png|thumb|right|300px|뉴커먼 기관의 구성(개략도)
A: 보일러, B: 실린더, C: 증기 밸브, D: 피스톤, E: 피스톤 봉, F: 피스톤 봉의 체인, H: 배수 펌프의 체인, I: 배수 펌프 봉, K: 밸런스 추, L: 냉수 탱크, M: 보조 펌프 봉, N: 냉수 배관(바닥 저수조에서), P: 냉각수 밸브, R: 배수관, S: 역지 밸브(누수 밸브)
]]
뉴커먼 기관의 작동 순서는 다음과 같다.
# 증기 밸브 C를 열면, 보일러 A의 증기가 실린더 B로 들어가고, 피스톤 D는 펌프 봉 I, 추 K에 이끌려 올라간다.
# 피스톤이 상단 근처로 올라가면 밸브 C를 닫고 냉각수 밸브 P를 열어, 냉수 탱크 L의 냉각수를 실린더 내에 소정량만큼 분사한다.
# 실린더 내의 증기가 응축되면 실린더 내는 진공(부압)이 되어, 피스톤 배면의 대기압으로 피스톤이 내려가고, 배수 펌프 봉 I가 올라와 갱도에서 물을 끌어올린다.
# 피스톤이 하단 근처까지 오면 증기 밸브 C를 열어 증기를 넣고, 실린더 내를 대기압으로 되돌린다.
# 실린더 내가 대기압이 되면, 다른 쪽의 배수 펌프나 추의 자중으로 아래로 내려가고, 실린더에는 보일러의 증기가 들어가 피스톤이 올라간다.
# 동시에, 실린더 내의 응축수는 배수관 R과 역지 밸브 S를 통해 배수되고, 실린더 내의 공기를 어느 정도 포함한 증기의 일부도 배출된다.
# 이상의 조작과 동작을 반복한다.
뉴커먼 기관에는 몇 가지 기술적 고안이 이루어졌다. 그 주요 사항은 다음과 같다.
뉴커먼과 그의 파트너 존 캘리는 웨스트 미들랜즈의 더들리 근처 코니그리 탄광에서 이 유형의 첫 번째 성공적인 엔진을 만들었다.[25] 확인된 최초의 성공적인 기관은 1712년 스태퍼드셔주 근처의 코니그리(Coneygree) 탄광에 건설된 기관이다.[25] 버밍엄 근처였기 때문에, 철 제품, 밸브류, 버킷 등 많은 부분은 버밍엄에서 만들어 현장으로 운반하여 조립되었다.
그 기관은 실린더 직경 21인치(533mm), 길이 7피트 10인치(2.39m), 분당 12행정으로 작동하며, 1행정당 10갤런(45.5리터)의 물을 51야드(46.6m) 깊이의 갱도에서 퍼올렸다. 약 5.5HP 상당이었다.[26]
이 기관은 광산주들 사이에서 평판을 얻어 영국 및 유럽 각지에서 방문객이 찾아왔다.[27]
3. 1. 기술 개발 배경
18세기 초, 광산 산업은 갱도 내 침수 문제로 큰 어려움을 겪고 있었다. 기존의 배수 방식은 비효율적이었고, 깊은 갱도에서는 사용할 수 없었다. 뉴커먼은 토머스 세이버리와 드니 파팽의 증기 기관 아이디어를 결합하여 주석 광산에서 물을 퍼 올리는 데 사용되는 증기 기관을 만들었다.[3] 뉴커먼은 사우스 데번의 상인이었던 세이버리와 알고 있었을 가능성이 높다. 세이버리는 병든 선원 및 부상 선원 위원회에서 직책을 맡았으며, 이로 인해 다트머스에 가게 되었다. 세이버리의 "화재 엔진"은 증기를 빈 용기에 넣은 다음 응축시키는 열 흡수 장치의 일종으로, 생성된 진공은 광산 바닥의 샘에서 물을 빨아들이는 데 사용되었다. 하지만 "화재 엔진"은 그다지 효과적이지 않았고 약 30피트 이상의 깊이에서는 작동할 수 없었다.
뉴커먼은 증기가 응축되는 수용 용기를 파팽의 설계를 기반으로 한 피스톤이 들어 있는 실린더로 대체했다. 진공이 물을 빨아들이는 대신, 피스톤을 아래로 당겼다. 이것은 중앙 지렛대에서 큰 나무 빔이 흔들리는 빔 엔진을 작동하는 데 사용되었다. 빔의 반대편에는 광산 기저부에 있는 펌프에 연결된 체인이 있었다. 다음 동력 행정을 위해 증기 실린더가 증기로 다시 채워지면 기계의 무게에 의해 물이 펌프 실린더로 빨려 들어가 파이프로 표면으로 배출되었다.
3. 2. 뉴커먼 엔진의 작동 원리
뉴커먼의 위대한 업적은 1712년경에 개발한 증기 기관으로, 토머스 세이버리와 드니 파팽의 아이디어를 결합하여 주석 광산에서 물을 퍼올리는 데 사용되었다.[3] 뉴커먼은 증기가 응축되는 수용 용기를 파팽의 설계를 기반으로 한 피스톤이 들어 있는 실린더로 대체했다. 진공이 물을 빨아들이는 대신, 피스톤을 아래로 당겼다. 이것은 중앙 지렛대에서 큰 나무 빔이 흔들리는 빔 엔진을 작동하는 데 사용되었다. 빔의 반대편에는 광산 기저부에 있는 펌프에 연결된 체인이 있었다. 다음 동력 행정을 위해 증기 실린더가 증기로 다시 채워지면 기계의 무게에 의해 물이 펌프 실린더로 빨려 들어가 파이프로 표면으로 배출되었다.
[[파일:Newcomens Dampfmaschine aus Meyers 1890.png|thumb|right|300px|뉴커먼 기관의 구성(개략도)
A: 보일러, B: 실린더, C: 증기 밸브, D: 피스톤, E: 피스톤 봉, F: 피스톤 봉의 체인, H: 배수 펌프의 체인, I: 배수 펌프 봉, K: 밸런스 추, L: 냉수 탱크, M: 보조 펌프 봉, N: 냉수 배관(바닥 저수조에서), P: 냉각수 밸브, R: 배수관, S: 역지 밸브(누수 밸브)
]]
뉴커먼 기관의 작동 순서는 다음과 같다.
# 증기 밸브 C를 열면, 보일러 A의 증기가 실린더 B로 들어가고, 피스톤 D는 펌프 봉 I, 추 K에 이끌려 올라간다.
# 피스톤이 상단 근처로 올라가면 밸브 C를 닫고 냉각수 밸브 P를 열어, 냉수 탱크 L의 냉각수를 실린더 내에 소정량만큼 분사한다.
# 실린더 내의 증기가 응축되면 실린더 내는 진공(부압)이 되어, 피스톤 배면의 대기압으로 피스톤이 내려가고, 배수 펌프 봉 I가 올라와 갱도에서 물을 끌어올린다.
# 피스톤이 하단 근처까지 오면 증기 밸브 C를 열어 증기를 넣고, 실린더 내를 대기압으로 되돌린다.
# 실린더 내가 대기압이 되면, 다른 쪽의 배수 펌프나 추의 자중으로 아래로 내려가고, 실린더에는 보일러의 증기가 들어가 피스톤이 올라간다.
# 동시에, 실린더 내의 응축수는 배수관 R과 역지 밸브 S를 통해 배수되고, 실린더 내의 공기를 어느 정도 포함한 증기의 일부도 배출된다.
# 이상의 조작과 동작을 반복한다.
뉴커먼 기관에는 몇 가지 기술적 고안이 이루어졌다. 그 주요 사항은 다음과 같다.
3. 3. 최초의 성공적인 엔진
뉴커먼의 위대한 업적은 1712년경에 개발한 증기 기관으로, 토머스 세이버리와 드니 파팽의 아이디어를 결합하여 주석 광산에서 물을 퍼올리는 데 사용되는 증기 기관을 만들었다.[3] 뉴커먼은 증기가 응축되는 수용 용기를 파팽의 설계를 기반으로 한 피스톤이 들어 있는 실린더로 대체했다. 진공이 물을 빨아들이는 대신, 피스톤을 아래로 당겼다. 이것은 중앙 지렛대에서 큰 나무 빔이 흔들리는 빔 엔진을 작동하는 데 사용되었다. 빔의 반대편에는 광산 기저부에 있는 펌프에 연결된 체인이 있었다. 다음 동력 행정을 위해 증기 실린더가 증기로 다시 채워지면 기계의 무게에 의해 물이 펌프 실린더로 빨려 들어가 파이프로 표면으로 배출되었다. 뉴커먼과 그의 파트너 존 캘리는 웨스트 미들랜즈의 더들리 근처 코니그리 탄광에서 이 유형의 첫 번째 성공적인 엔진을 만들었다.[25] 확인된 최초의 성공적인 기관은 1712년 스태퍼드셔주 근처의 코니그리(Coneygree) 탄광에 건설된 기관이다.[25] 버밍엄 근처였기 때문에, 철 제품, 밸브류, 버킷 등 많은 부분은 버밍엄에서 만들어 현장으로 운반하여 조립되었다.
그 기관은 실린더 직경 21인치(533mm), 길이 7피트 10인치(2.39m), 분당 12행정으로 작동하며, 1행정당 10갤런(45.5리터)의 물을 51야드(46.6m) 깊이의 갱도에서 퍼올렸다. 약 5.5HP 상당이었다.[26]
이 기관은 광산주들 사이에서 평판을 얻어 영국 및 유럽 각지에서 방문객이 찾아왔다.[27]
4. 뉴커먼 엔진의 보급과 영향
4. 1. 특허 문제와 세이버리와의 관계
뉴커먼은 실용적인 증기 기관을 만들었지만, 1698년에 세이버리가 "화력으로 양수하는 장치"라는 광범위한 특허를 보유하고 있었고, 이 특허는 1733년까지 유효했다. 기관의 원리와 형태는 크게 달랐지만, 세이버리의 특허는 일종의 "기본 특허 (master patent)"였기 때문에, 뉴커먼은 자신의 기관을 세이버리의 특허 하에 건설하고 판매해야 했다.두 사람의 접촉은 세이버리가 자신의 기관을 광산에 설치하는 것을 포기한 1705년경에 시작된 것으로 알려져 있다. 세이버리는 해군성 상병자 위원회 수입역으로서 정기적으로 다트머스 시장을 방문했고, 시장을 통해 뉴커먼을 만났을 것으로 보인다. 뉴커먼과 세이버리 또는 그 대리인 사이에 어떤 교류가 있었는지는 알 수 없지만, 이 전후로 두 사람의 협력 관계가 성립되었다. 뉴커먼은 특허를 취득하지 않았다.
1715년에 세이버리가 사망한 후, 그의 특허는 합자회사 "화력에 의한 양수 발명의 소유자 단체 (Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire)"가 승계했다. 이 회사는 뉴커먼과 기타 기술자들이 건설한 모든 뉴커먼 기관의 건설 및 운전에 관련된 특허권을 행사했다. 뉴커먼 자신은 초기에만 구성원으로 이름이 올라 있었고, 뉴커먼의 가까운 친구, 친척, 침례교도 동료도 구성원에 포함되어 있었다.
4. 2. 엔진의 확산
뉴커먼의 증기 기관은 약 75년 동안 영국과 유럽 대륙의 여러 지역으로 점차 확산되었다.[29][30] 초기에는 황동 실린더가 사용되었으나 비싸고 크기가 제한적이었다. 1720년대 콜브룩데일 회사에서 개발한 새로운 철 주조 기술 덕분에 1760년대에는 직경 약 1.8m의 더 큰 실린더를 사용할 수 있게 되었다. 존 스미턴은 1770년대 초에 이 유형의 대형 엔진을 많이 제작하면서 기계적 세부 사항을 크게 개선했다.[31] [32] 1775년까지 약 600개의 뉴커먼 엔진이 제작되었다.뉴커먼 엔진은 효율적인 기계는 아니었지만, 당시의 기술 수준에서는 복잡한 기계였다. 실린더를 냉각시키면서 증기를 응축할 때 많은 열이 손실되어, 석탄을 쉽게 구할 수 없는 곳에서는 채광 비용이 증가했다. 1775년 이후 석탄 가격이 비싼 지역에서는 제임스 와트가 발명한 개선된 설계로 대체되었는데, 이는 증기를 별도의 응축기에서 응축하는 방식이었다. 와트 증기 기관은 연료 효율이 훨씬 높아, 와트와 그의 파트너 매튜 볼턴은 절약된 연료를 기반으로 상당한 로열티를 징수할 수 있었다.
와트는 이후 양방향 엔진을 포함한 다른 개선 사항을 만들었는데, 이는 섬유 공장을 구동하는 데 특히 적합했다. 처음에는 뉴커먼 엔진으로 기계를 구동하려는 시도가 성공과 실패를 겪었지만, 플라이휠을 사용하고 엔지니어링을 개선하여 이러한 문제를 대부분 극복했다. 1800년까지 수백 대의 비 와트 회전 엔진이 제작되었다.
와트의 개선에도 불구하고, 일반 엔진은 상당 기간 동안 사용되었으며, 와트의 특허 기간(1800년까지) 동안에도 와트 엔진보다 더 많은 뉴커먼 엔진이 제작되었는데, 이는 더 저렴하고 덜 복잡했기 때문이다. 18세기에 제작된 2,200대 이상의 엔진 중 약 450대만이 와트 엔진이었다. 와트의 설계 요소, 특히 별도 응축기는 많은 "해적" 엔진에 통합되었다. 1800년 이후에도 뉴커먼형 엔진이 계속 제작되었으며, 응축기가 이러한 엔진에 정기적으로 추가되었다.
1720년경까지 뉴커먼과 코울리는 잉글랜드와 웨일스의 광산에 5대에서 7대의 기관을 건설했다.
- 1712년: 스태퍼드셔 주, 더들리 성 인근의 코우니그리 탄광.
- 1714년: 워릭셔 주, 누니턴 인근의 그리프 탄광.
- 1715년: 플린트셔 주, 하워든/Hawarden영어 인근의 우즈 광산.
- 1715년: 요크셔 주, 리즈의 오스소프/Austhorpe영어 인근의 모어 홀 탄광.
- 1715년: 컴브리아 주, 화이트헤이븐/Whitehaven영어 탄광.
- 1720년: 콘월 주, 펜잔스 인근 (Ludgvan) 의 휠 포춘 주석 광산.
헨리 베이튼은 그리프 근처에 살면서 뉴커먼 기관을 볼 수 있었고, 몇 년 후 뉴캐슬어폰타인에서 뉴커먼 기관을 건설했다. 존 스미턴은 오스소프에서 기관 작동을 보고 기술에 관심을 갖게 되었고, 후년에 뉴커먼 기관의 개량을 담당하게 되었다.[31] [32]
5. 뉴커먼 사후
뉴커먼은 1720년 휠 오브 포춘 기관을 마지막으로 직접 기관을 제작하지 않았다. 뉴커먼은 사업상 런던에 머무는 날이 많아졌지만, 런던의 파트너이자 친구인 에드워드 월린[36]의 집에서 2주 동안 병상에 누워 있다가 1729년 8월 5일에 사망했다. 사인은 열병으로 알려져 있다. 그는 비국교도가 매장된 런던 시티 로드의 번힐 필즈 묘지에 8월 8일에 매장되었다.[37][38] 그곳은 공동 지하 납골소였으며, 묘의 정확한 위치는 불분명하다.[37][38]
세이버리의 특허 아래에서 특허 기한인 1733년까지 최소 104대의 뉴커먼 기관이 제작되었다. 대부분은 잉글랜드, 스코틀랜드, 웨일스의 광산이었지만, 1721년부터 1732년 사이에 최소 12대가 유럽 대륙의 헝가리(3대), 프랑스(3대), 벨기에(2대), 독일(1대), 오스트리아(1대), 스페인(1대), 스웨덴(1대)에서 제작되었다.[39][40]
뉴커먼 기관은 약 75년 동안 큰 변화 없이 그 자리를 지켰다. 처음에는 황동주물 실린더가 사용되었지만, 이내 저렴한 주철로 바뀌었고, 더 큰 구경이 되었다. 또한 병행하여 보일러 개량도 이루어졌다. 이러한 기관의 제작에는 뉴커먼, 코울리 부자 외에 포터 가문(아이작, 험프리 포터 등), 스토니어 패럿(Stonier Parrott), 조지 스패로우(George Sparrow), 바이트, 존 스미턴, 혼블로어 가문, 제임스 브린들리(1716년 - 1772년), 모르텐 트리발드(Mårten Triewald; 1691년 - 1747년) 등 많은 사람들이 참여했다. 뉴커먼의 조카 엘리아스(Elias Newcomen)도 기관 제작자에 합류했다.
뛰어난 기술자였던 존 스미턴은 뉴커먼 기관의 치수와 성능을 조사하고 실험하여 기관의 치수와 출력의 관계, 최적의 치수비를 체계적으로 조사하여 상세한 표로 정리했다.[49] [50] 그는 1772년에 노섬벌랜드 주 뉴캐슬 근교의 롱 벤튼(Long Benton) 탄광에 거대한 기관을 건설했고, 1775년에는 콘월 주 차스워터(Chacewater) 광산에 더욱 거대한 기관을 건설했다.[51]
1769년에 와트가 분리 응축기의 특허를 취득하여 뉴커먼 기관을 크게 개선했다. 그 후 1776년부터 연료 소비가 적은 와트 기관의 제작을 시작하면서 석탄을 외부에 의존했던 콘월의 주석 광산에서 점차 와트 기관으로 대체되었다.
와트의 개량에도 불구하고 뉴커먼 기관은 와트 기관보다 저렴하고 그다지 복잡하지 않았기 때문에, 와트의 특허 기간 내인 1770년부터 1800년 사이에도 와트 기관보다 많은 뉴커먼 기관이 제작되었다. 18세기에 영국 및 유럽 각지에서 제작된 뉴커먼 기관은 1500대에서 2000대에 달했다. 영국에서 마지막으로 작동한 뉴커먼 기관은 1795년에 사우스요크셔 주의 엘세카 뉴 탄광(Elsecar New Colliery)에 제작된 것으로, 1923년까지 지속적으로 운전되었으며, 1950년대에도 운전 가능한 상태였다.[40]
1920년에 런던에 설립된 과학사 학회는 뉴커먼의 이름을 따서 뉴커먼 협회(뉴커먼 소사이어티/Newcomen Society영어)라는 이름을 갖게 되었다.[40] 뉴커먼 협회는 1922년부터 기관지 ''Transactions of the Newcomen Society''를 발행했으며, 이후 미국 등에도 지부(미국 뉴커먼 협회)가 설립되었다.
5. 1. 뉴커먼의 죽음
뉴커먼은 사업으로 인해 런던에 머무는 날이 많아졌으며, 런던의 파트너이자 친구인 에드워드 월린[36]의 집에서 2주 동안 병상에 누워 있다가 1729년 8월 5일에 사망했다.[36] 사인은 열병으로 알려져 있다. 그는 비국교도가 매장된 런던 시티 로드의 번힐 필즈 묘지에 8월 8일에 매장되었다.[37][38] 그곳은 공동 지하 납골소였으며, 묘의 정확한 위치는 불분명하다.[37][38]5. 2. 뉴커먼 엔진의 지속적인 사용과 개선
뉴커먼의 증기 기관은 약 75년 동안 실질적인 변화 없이 영국과 유럽 대륙의 더 많은 지역으로 점차 확산되었다. 초기에는 황동 실린더가 사용되었지만 비싸고 크기에 제한이 있었다. 1720년대 콜브룩데일 회사가 개척한 새로운 철 주조 기술 덕분에 1760년대까지 직경 약 6피트(1.8m)에 달하는 더 큰 실린더를 사용할 수 있게 되었다. 존 스미턴은 1770년대 초에 이 유형의 대형 엔진을 많이 제작하면서 기계적 세부 사항을 크게 개선했으며, 그의 개선 사항은 빠르게 채택되었다. 1775년까지 약 600개의 뉴커먼 엔진이 제작되었지만, 그 중 많은 수가 그 전에 마모되어 폐기되거나 교체되었다.뛰어난 기술자였던 존 스미턴은 뉴커먼 기관의 치수와 성능을 조사하고 실험하여 기관의 치수와 출력의 관계, 최적의 치수비를 체계적으로 조사하여 상세한 표로 정리했다.[49] [50] 그는 1772년에 노섬벌랜드 주 뉴캐슬 근교의 롱 벤튼(Long Benton) 탄광에 거대한 기관을 건설했고, 1775년에는 콘월 주 차스워터(Chacewater) 광산에 더욱 거대한 기관을 건설했다.[51] 이 기관은 성능 및 크기 면에서 최대의 뉴커먼 기관으로, 실린더 직경 72인치(1.83m), 행정 길이 9피트(2.74m)였다.[52]
뉴커먼 엔진은 효율적인 기계는 아니었지만, 18세기 초의 엔지니어링 및 재료 기술이 지원할 수 있는 수준만큼 복잡했을 것이다. 실린더를 냉각시키면서 증기를 응축할 때 많은 열이 손실되었다. 뉴커먼 엔진은 1775년 이후 석탄 가격이 비싼 지역(특히 콘월)에서 제임스 와트가 발명한 개선된 설계로 점차 대체되었는데, 이는 증기를 별도의 응축기에서 응축하는 방식이었다. 와트 증기 기관은 연료 효율이 훨씬 높아 와트와 그의 파트너 매튜 볼턴은 절약된 연료를 기반으로 상당한 로열티를 징수할 수 있었다.
와트는 이후 양방향 엔진을 포함한 다른 개선 사항을 만들었는데, 이 엔진은 상하 행정 모두 동력 행정이었다. 1800년까지 수백 대의 비 와트 회전 엔진이 제작되었다. 와트의 개선에도 불구하고, 일반 엔진은 상당 기간 동안 사용되었으며, 와트의 특허 기간(1800년까지) 동안에도 와트 엔진보다 더 많은 뉴커먼 엔진이 제작되었는데, 이는 더 저렴하고 덜 복잡했기 때문이다. 18세기에 제작된 2,200대 이상의 엔진 중 약 450대만이 와트 엔진이었다. 와트의 설계 요소, 특히 별도 응축기는 많은 "해적" 엔진에 통합되었다. 1800년 이후에도 뉴커먼형 엔진이 계속 제작되었으며, 응축기가 이러한 엔진에 정기적으로 추가되었다. 또한 기존 뉴커먼 엔진(소위 "피클 팟" 응축기)에 흔히 개조되었다.
제임스 와트가 1769년에 분리 응축기를 개량하기 전까지는 원리적인 변경은 이루어지지 않았고, 기본적인 부분은 최초의 뉴커먼의 아이디어가 그대로 3/4세기 동안 사용되었다.
5. 3. 뉴커먼 협회
1920년 런던에 설립된 과학사 학회는 토머스 뉴커먼의 이름을 따서 뉴커먼 협회(뉴커먼 소사이어티/Newcomen Society영어)로 명명되었다.[40] 뉴커먼 협회는 1922년부터 기관지 ''Transactions of the Newcomen Society''를 발행했으며, 이후 미국 등에도 지부(미국 뉴커먼 협회)가 설립되었다.6. 더 읽어보기
6. 1. 뉴커먼과 관련된 인물
6. 2. 뉴커먼 엔진 및 증기 기관 관련
참조
[1]
웹사이트
Thomas Newcomen (1663 – 1729)
http://www.bbc.co.uk[...]
2018-04-29
[2]
DNB
Newcomen, Thomas
[3]
서적
The dawn of innovation the first American Industrial Revolution
https://books.google[...]
PublicAffairs
2012
[4]
웹사이트
In pursuit of power
https://blog.science[...]
2015-03-19
[5]
서적
Thomas Newcomen of Dartmouth
Dartmouth History Research Group
2012
[6]
간행물
Transactions of the Newcomen Society
1962-10
[7]
웹사이트
Bansley Museums Annual Review 2015-2016
http://www.elsecar-h[...]
[8]
잡지
Purpose designs Britons of distinction stamps
http://www.designwee[...]
2012-02-23
[9]
사전
岩波世界人名大辞典
岩波書店
2013
[10]
문서
Dickinson(1939)
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Rolt & Allen(1997)
[12]
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1752年以前のイングランドでは、年の開始を3月25日とする習慣であったため、トマスの誕生年を1663年と表記する場合もある。ここでは現在の表し方で示す。
[13]
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当時の "ironmonger" の語は、小さい金属製品の小売業だけでなく、原料としての鉄の交易を行う国内商人にも使われていた。ニューコメン自身、年間25トン近くの鉄を購入した記録が残っている
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Knowles(website)
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Dickinson(1939)
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Smiles(1865)
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Knowles(website)
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Rolt & Allen(1997)
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Dickinson(1939)
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ニューコメンがピストンの使用を思いついたきっかけについて、当時王立協会の書記をしていたロバート・フックと手紙のやりとりをして、その中でパパンの蒸気機関の情報をフックから知らされた、との話がある。しかし、それを肯定する資料も否定する資料も見つかっていない
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Dickinson(1939)
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Knowles(website)
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Rolt & Allen(1997)
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Knowles(website)
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ウルヴァーハンプトン近郊の炭鉱とする資料もあるが、同じものと考えられている
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十数年後の1725年には揚水量は半減していたが、なおも動作していた記録が残っている
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この時、当初ニューコメンらはアイデアが模倣されるのを恐れて、詳細を明かすのをためらったとの記録がある。
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Knowles(website)
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Rolt & Allen(1997)
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Knowles(website)
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Dickinson(1939)
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Rolt & Allen(1997)
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エドワード・ウォリンも「所有者団」の構成員に名が入っていた。
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Knowles(website)
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通常は、排水管とは別の管にスニフティング弁が取り付けられていた。
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当時の科学者の[[ジョン・デサグリエ|デサグリエ]] (J.T.Desaguliers) や技術者{{仮リンク|ジョン・フェアリ|label=フェアリ|en|John Farey Jr.}} (John Farey) らにより、手動弁操作担当の少年ハンフリー・ポッター (Humphrey Potter) が、この仕事から「逃れて遊ぶために」この自動運転機構自身を考えついたとの話が伝えられている。その後の調査で、この話は誤りであることが指摘されており、ポッター少年は、十分なボイラ容量がある際にスコガンの機能を自動的に解除する工夫を考案したとされている。ポッター少年の父はニューコメン機関のビジネスに深く関わったバプテストであり、その一族も機関の普及や建造に大きく関わった。
[45]
서적
Rolt & Allen(1997)
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서적
Smiles(1865)
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서적
Dickinson(1939)
[48]
서적
Rolt & Allen(1997)
[49]
서적
Dickinson(1939)
[50]
서적
Farey(1827)
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서적
Farey(1827)
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서적
Farey(1827)
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