Arthur Woolf

Familie og bakgrunn

Woolf ble født i 1766 i Camborne i Cornwall, England og døpt i den 4. november samme år. Han var den eldste sønnen av Arthur Woolf og Jane Newton. Hans far var snekker med spesialisering på møller og arbeidet ved Dolcoath gruver. Woolf hadde sitt første arbeid som snekker, og ble lærling hos en snekker i Pool i nærheten av Camborne. Etter at læretiden var over dro han til London i 1785.
Woolf's første kone døde i 1830, og den 15. juni 1832 ble han gift med Emblin Vincent. Han trakk seg tilbake og pensjonerte  seg i 1833. Han døde den 26. oktober 1837 på Guernsey.

Tidlig karriere

Han fikk  praksis hos oppfinneren Jonathan Hornblower (1753–1815) i London som drev med konstruksjon av dampmaskiner. Han ble også betrodd å arbeide med dampmaskinen i bryggeriet Meux & Reid. I denne perioden tok han ut fire patenter, blant annet patent på en compoud dampmaskin i 1804. I tiden i London arbeide han også for oppfinneren Joseph Bramah (1748–1814), best kjent som låsesmed og verktøymaker, og som oppfinner av en hydraulisk presse, et forbedret vannklosett, høvlemaskin og flere andre maskiner.
I 1803 fikk Woolf patent på en forbedret dampkjele for å produsere damp med høyt trykk. To år  etter fikk han patent på den oppfinnelsen han er kjent for, nemlig compound dampmaskinen. Hvilket vil si en dampmaskin der dampens utnyttes i to trinn i hver sin sylinder. Denne hadde en termisk virkningsgrad på 7,5 %, nesten to ganger så mye som ingeniøren James Watt's (1736–1819) atmosfæriske dampmaskin. Dette regnes som et viktig bidrag til utvikling av stempeldrevne dampmaskiner.
Wolf var opptatt av presisjon ved bearbeiding av maskindeler. Han konstruerte selv flere verktøymaskiner for større nøyaktighet og kvalitet. På denne tiden var det vanlig med stempelpakninger av hamp, men Wolf utviklet stempelringer av stål, opprinnelig en ide som oppfinneren Edmund Cartwright (1743–1823) hadde patent på.

Konstruksjon av compound dampmaskiner

Etter tiden i London vendte han tilbake til Cornwall i 1812. Han hadde da satt seg fore å kommersialisere sin compound dampmaskin, ved å tilby kontrakter der den som installerte maskinen skulle gi årlig royalty til Woolf. Den årlige avgiften skulle tilsvarende det virksomheten hadde spart i driftstoffutgifter på grunn av maskinens bedre virkningsgrad. Denne strategien var den samme som firmaet Boulton & Watt hadde praktisert med sin atmosfæriske dampmaskin. Forretningsideen mislyktes for Woolf da de fleste gruveselskapene avventet at patenten til Watt skulle løpe ut i 1818, da først ville de investere i Woolf's maskin.
Woolf ble konstruksjonssjef ved Harvey & Co i Hayle, en stilling han hadde fra 1816 til1833. Dette firmaet var på denne tiden et ledende jernstøperi og mekanisk verksted. I mange år frem til midten av 1800-tallet var de det ledende firma for dampmaskiner for vannpumping og annet utstyr for gruveindustrien. Blant annet leverte de tre store pumpemaskiner til Nederland for å drenere Haarlemmermeer.
Woolf's dempmaskin var en parallell compundmaskin med to sylindre der dampen virket i to trinn. Stemplene var koblet til en felles vippearm i samme ende. Maskinenes virkemåte er at den første sylinderen representerte et høytrykkstrinn etter Richard Trevithick's prinsipp om at dampens trykk beveger stemplet. Etter denne var det en sylinder der dampen begynte å kondensere, slik at atmosfærens trykk beveget stemplet etter prinsippet som Watt stod bak. Woolf var fra tidligere kjent med disse prinsippene for dampmaskiner. Siden han også kom fra Cornwall var han også kjennskap til Trevithick og hans forsøk med  dampmaskiner som utnytter dampens trykk. Han skjønte at selv med det nye prinsippet om å utnytte dampens ekspansjon, hadde utstøtsdampen fra Trevithick's dampmaskin et trykk som var sammenlignbart med trykket til dampen som ble sluppet inn en dampmaskin etter Watt's prinsipp. Dermed tenkte han at det måtte være mulig å utnytte begge disse to prinsippene i samme maskin.
I de fleste maskinkonstruksjoner ble de to sylindrene laget som dobbeltvirkende stempler. Det vi si at vekselvis den ene siden av stemplet og så den andre får påslipp av damp. Motsatte sider av lavtrykk sylinderen for får vekselvis damp fra høytrykkssylinderen. Typisk ble maskinene brukt for å drive pumper. Woolf konstruerte også maskiner med tandem enkeltvirkende sylindre.
Eksempel på Woolf's compond dampmaskiner med vippearm og svinghjul kan sees ved Abbey Pumping Station, Blagdon Lake og Claymills Pumping Station.