Tomass Severijs

Biogrāfija

Severijs bija militārais inženieris, kurš 1702. gada ieguva kapteiņa pakāpi un brīvajā laikā veica eksperimentus mehānikā. 1696. gadā viņš patentēja stikla un marmora pulējamo mašīnu  un mašīnu, kas "palīdz daudz vieglāk un ātrāk airēt laivu nekā tas bija līdz šim", kurā dzenratu piedzina ar kabestānu un kurus admiralitāte atteicās izmantot pēc saņemtajām negatīvajām atsauksmēm.

Pirmais tvaika dzinēja mehānisms

1698. gada 2. jūlijā Severijs patentēja tvaika dzinēju. Karaliskai biedrībai viņš savu izgudrojumu prezentēja 1699. gada 14. jūnijā. Patentam nebija pievienotas ilustrācijas vai apraksts, bet 1702. gada Severijs mašīnu aprakstīja savā grāmatā The Miner's Friend; or, An Engine to Raise Water by Fire, kurā viņš apgalvoja, ka tas varētu sūknēt laukā ūdeni no raktuvēm.
Severija dzinējam nebija virzulis, vienīgās kustīgās daļas bija krāni. To darbināja uzkrājot tvaiku katlā, no kurienes tas nokļuva pirmajā darba traukā un caur cauruli tas tika aizvadīts zem ūdens, tādējādi ceļot ūdeni uz augšu. Kad sistēma bija karsta un pilna ar tvaiku, tad vārēja slēgt krānu starp katlu un pirmo darba trauku, un nepieciešamības gadījumā trauka ārpusi varēja atdzesēt. Tas ļāva tvaikam iekšpusē atdzist, izveidojot daļēju vakuumu, un atmosfēras spiediens spieda ūdeni augšup pa cauruli, kamēr trauks bija pilns. Šajā brīdī krāns zem trauka tika aizvērts, bet krāns starp trauku un izvadcauruli atvērts un no katla tika padots vēl tvaiks. Tad veidojoties tvaika spiedienam, tas grūda ārā ūdeni no trauka pa izvadcauruli laukā no raktuvēm.
Tomēr šim dzinējam bija četras nopietnas problēmas. Pirmkārt, katru reizi, kad tika padots ūdens uz darba trauku, liela daļa siltuma tika nelietderīgi tērēta uzsildot sūknējamo ūdeni. Otrkārt, otrajā etapā bija nepieciešams liels tvaika spiediens, lai tas spētu pacelt ūdeni, bet dzinēja lodētie savienojumi, tik tikko spēja izturēt tik augstu spiedienu un tāpēc to nācās bieži remontēt. Treškārt, kaut arī dzinējs izmantoja pozitīvo tvaika spiedienu, lai izstumtu ūdeni no dzinēja (bez teorētiskā augstuma ierobežojuma, kurā ūdeni varēja celt viens augstspiediena dzinējs) praktiski un pēc drošības apsvērumiem tas nozīmēja, ka lai paceltu ūdeni no dziļām raktuvēm, būtu nepieciešami vairāki vidēja spiediena dzinēji visā šahtas garumā. Ceturtkārt, ūdens dzinējā tika iesūknēts ar atmosfēras spiediena palīdzību (atdziestot tvaikam un veidojoties vakuumam), tas nozīmē, ka dzinējs nedrīkst atrasties augstāk par 9,1 metru virs ūdens līmeņa.

Uguns dzinēja patents

Severija 1698. gada jūlijā izņemtais patents deva tam 14 gadu aizsardzību, bet jau nākamgad patenta aizsardzību nolēma palielināt uz 21 gadu ilgu laika posmu, un tas bija zināms kā "Uguns dzinēja patents". Severija patentā ietilpa visi dzinēji, kas cēla ūdeni ar uguns palīdzību, un tas nospēlēja svarīgu lomu agrās tvaika mašinērijas attīstībā Britu salās.
Arhitekts Džeimss Smits no Vaithilas iegādājās tiesības izmantot Severija dzinējus Skotijā. 1699. gadā viņš noslēdza vienošanos ar izgudrotāju un 1701. gadā viņš ieguva patentu no Skotijas parlamenta, kas bija aizgūts no Severija Anglijas patenta, un bija spēkā tikpat ilgu laika posmu.
Anglijā Severija patents nozīmēja, ka Tomasam Ņukomenam bija piespiedu kārtā jāsadarbojas ar Severiju. 1712. gadā abi vīri noslēdza vienošanos par Ņukomena daudz modernāka tvaika dzinēja izveidi, kas tiktu tirgots ar Severija patentu. Ņukomena dzinējs darbojās pateicoties atmosfēras spiedienam, tādējādi izvairoties no saskares ar bīstamo augstspiediena tvaiku. Dzinējā tika izmantota virzuļa sistēma ko 1690. gadā izgudroja francūzis Denī Papēns, un tas bija pirmais dzinējs, kas pilnībā nodrošināja ūdens izsūknēšanu no dziļajām raktuvēm.
Kad Papēns 1707. gadā atgriezās Londonā, jaunais Zinātņu akadēmijas prezidents Īzaks Ņūtons, palūdza Papēnam uzsākt sadarbību ar Severiju.
Pēc Severija nāves 1715. gadā, Severija patentu pārņēma kompānija The Proprietors of the Invention for Raising Water by Fire. Šī kompānija izdeva licences Ņukomena dzinēju ražošanai un ekspluatācijai, saņemot 420 sterliņu mārciņas gadā par atļauju ražot tvaika dzinējus.
Uguns dzinēja patenta spēks beidzās tikai 1733. gadā, četrus gadus pēc Ņukomena nāves.

Dzinēja pielietojums

1702. gada marta avīze ziņoja, ka Severija dzinēji ir gatavi darbam un tie būs apskatāmi trešdienu un sestdienu pēcpusdienās savā darba vietā Salisburijā, Londonā.
Vienu dzinēju iegādājās Londonas kompānija York Buildings. Pamatojoties uz vēlākiem ziņojumiem, šis dzinējs saražoja tvaiku, kas bija astoņas līdz desmit reizes stiprāks par gaisu, tomēr dzinēja savienojumu vietas nespēja izturēt tādu spiedienu, tāpēc vairākkārt tās bija jāpārlodē.
Šāds dzinējs tika izvietots arī Hemptonkortā, lai regulētu ūdens padevi. Kādā mājā Kensingtonā dzinējs nokalpoja 18 gadus.
Vairāki dzinēji nesekmīgi tika izmēģināti dažādās Anglijas raktuvēs.