Czére Béla: A vasút története (Budapest, 1989)
Új közlekedési eszköz születik - 3. A gőzgéptől a gőzmozdonyig
3.1. ábra. Héron labdája 3.2. ábra. Papin gözdugattyúja 3. A GŐZGÉPTŐL A GÖZMOZDONYIG A gőzgép: a forradalmi erőgép Az ember hosszú évezredeken át a termelő munkában és a közlekedésben is saját és háziállatai izomerejére, a szél és a víz energiájára volt utalva. A gőz feszítőerejét az emberiség már ősidők óta mindennapi tapasztalataiból ismerte ugyan, de évezredeken át nem használta fel semmilyen hasznos célra. Az alexandriai Héron (i. e. 2—1. sz.) „Pneumatika"’ című müvében számos készüléket ír le. melyeket melegített levegő vagy gőz mozgat. A legnevezetesebb az eolipil. amelyet az utókor „Héron labdájáénak nevezett el 3.1. ábra . Ez a szerkezet egy víztartályból állt. amelyre a feltaláló fémgömböt helyezett, vízszintes csapágyazással. A gömbnek az egyik csapágyon keresztül volt összeköttetése a víztartállyal: a felforralt víz gőze ezen át áramlott a labdába, melyre két. derékszögben meghajlított kiömlöcsövet erősített. A kiömlő gőzsugarak hozták forgásba a gömböt. Ez és a hasonló szerkezetek azonban még messze álltak a gőzgépektől. Igen hosszú ideig — több. mint másfél évezredig — kellett várni arra. hogy megkezdődjék a valódi gőzgép kialakulása. A 16-17. században a gépszerkesztés már számos új fizikai ismeretre támaszkodhatott, amelyek a levegő és a vízgőz tömegére, nyomására, a légritkított tér tulajdonságaira vonatkoztak. Evangelista Torricelli (1608—1647) bebizonyította, hogy a levegőnek tömege és nyomása van; ez az oka annak is. hogy a légritkított térbe a víz betódul. Nagy feltűnést keltett 1654- ben Otto Guericke (1602—1686) magdeburgi polgármester híres kísérlete a „magdeburgi féltekék"-kel: a két félgömbből álló szerkezetből kiszivattyúzta a levegőt. és a külső légnyomás hatása miatt 16 ló sem volt képes azokat szétválasztani. Ezután hosszú időn át uralkodott az a gondolat, hogy az atmoszféra nyomását lehet és kell mechanikai munkára felhasználni. A gőzgép kifejlesztésében nagy jelentőségű Denis Papin (1647—1712) francia fizikus munkássága. 1690-ben készítette el kísérleti berendezését, amelyben a gőzgép alapelvei: a henger és a dugattyú alkalmazása. a gőzelőállítás és a gőznyomás, valamint a kondenzáció már mind szerepeltek. Papin szerkezetét eg\ függőleges, vizet tartalmazó henger alkotta, melyben a dugattyú mozgott 3.2. ábra). A külső melegítésre képződött gőz a dugattyút felemelte. Ezt követően a melegitést a feltaláló beszüntette, a henger lehűlt, és a benne lévő vízgőz lecsapódott. Ha azután a henger tetején lévő szelepet kinyitotta, a külső atmoszféra nyomása a dugattyút lenyomta. Gyakorlati munkára azonban ez a szerkezet még alkalmatlan volt. noha Papin már a gőzgéppel hajtott hajót és kocsit is elképzelte. A gőzgép első gyakorlati alkalmazására is a bányákban került sor. Itt a víztelenítés igen nagy problémát okozott, a hatalmas víztömegeknek az egyre mélyülő bányákból való kiemelése csak nagy teljesítményű erőgéppel látszott megoldhatónak. A gépszerkesztők és feltalálók erőfeszítése ezért a gőzszivattyú megoldásara összpontosult. A siker Thomas Savery (1650—1715) angol hadmérnök nevéhez fűződik. 1699-ben bemutatott gépe 3.3. ábra gőzkazánból és az ezzel összekötött göztartályból állt. 3.3. ábra. Savery gözszívattyúja
