【0190 仿制蒸汽机】 (6 / 9)
        16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。

        现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。

        最初的真空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。

        活塞另一面的空气压力推动活塞。

        在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。

        蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。

        第一个巨大的改善是将气缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特在伯明翰发明的基础上进一步做了改进。这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的操作自动化。

        这些早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。

        它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。

        但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。

        萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。

        他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。

        如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。

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