Уатт и Кулибин. Владимир Максимович Кузавков
понизился расход топлива. Цилиндр теперь меньше остывал при конденсации пара, и на него меньше тратилось тепла при очередной подаче пара в цилиндр.
Однако это усовершенствование имело и негативную сторону. На дне цилиндра стала быстро накапливаться вода, и машину приходилось часто останавливать, чтобы выливать её.
Нужно было найти способ удаления воды из цилиндра без остановки машины. Трудность состояла в том, что воду нужно было удалить, сохраняя сильно разрешенное воздушное пространство в цилиндре.
Из опытов Паскаля, Торичелли и Герике к тому времени уже было известно, что атмосферное давление может поднять воду в безвоздушном пространстве не более, чем на 32 фута (около 10 м). Ньюкомен использовал это для решения своей проблемы. Он провёл трубку из дна цилиндра в колодец глубиной более 10 м, и вода собственным весом стала преодолевать атмосферное давление и самотёком уходить в колодец, растекаясь по поверхности его зеркала. Важно было только следить, чтоб конец этой трубки всегда был несколько ниже поверхности воды в колодце, и чтобы таким образом разреженное воздушное пространство в цилиндре всегда оставалось запертым.
По расчётам И.Я. Конфедератова, это усовершенствование позволило Ньюкомену повысить коэфициент полезного действия своей паровой машины с 0,3% до 0,6%, а разреженность воздушного пространства в цилиндре до 50%.
После этого усовершенствования машина управлялась с помощью двух кранов. Когда конец балансира, прикреплённый к поршню цилиндра, был наверху, открывали кран для впрыскивания холодной воды под поршень, когда же наверху был конец балансира, прикреплённый к насосу, открывали кран для подачи пара под поршень. Краны были не винтовые, как в современной водопроводной сети, такие краны были предложены Н.Е. Жуковским лишь в конце XIX в., а поворотные. Достаточно было повернуть ручку крана на 90 градусов, и кран полностью открывался или, наоборот, закрывался.
В 1713 г. молодой рабочий по фамилии Коттер, работавший на этих кранах, придумал хитроумное устройство. Утомлённый однообразной работой, он установил на краны сравнительно длинные рукоятки и концы их связал верёвками с концами балансира машины. Поднимаясь вверх, каждый конец балансира тянул на себя две верёвки. При этом одной верёвкой один кран открывался, а другой верёвкой другой кран закрывался. Ньюкомен заменил верёвки железными тягами, чтобы связь концов балансира с концами рукояток была более жёсткой, а потом и сами краны заменил клапанами. Переключение подачи в цилиндр холодной воды и пара стало автоматическим. Рабочий для открытия и закрытия кранов стал не нужен.
В 1728 г. инженер Гейсон снабдил котёл машины Ньюкомена предохранительным клапаном Папена. Такое устройство паровой машины Ньюкомена сохранялось до середины 60х годов, т.е. около полувека. Подобное долголетие в сфере техники встречается весьма редко и свидетельствует о том, что для своего времени паровая машина Ньюкомена являлась выдающимся достижением.
По данным