James Watt

Biografia

James Watt urodził się 19 stycznia 1736 r. w Greenock, Renfrewshire. Jego ojciec był stoczniowcem, właścicielem statków i przedsiębiorcą budowlanym, a także pełnił funkcję naczelnego baillie miasta. Jego matka, Agnes Muirhead, pochodziła ze znakomitej rodziny i była dobrze wykształcona. Oboje byli prezbiterianami i zdecydowanymi zwolennikami Porozumienia. Dziadek Watta, Thomas Watt, uczył matematyki i był baillie przy baronie Cartsburn. Watt nie chodził do szkoły codziennie. Początkowo uczył się głównie w domu, pod opieką matki, ale później uczęszczał do gimnazjum w Greenock. Wykazywał się dużą sprawnością rąk i naturalną zdolnością do matematyki, choć łacina i greka nie zdołały go zainteresować. Chłonął też legendy i podania szkockiego ludu.

Regulator odśrodkowy

Jednym z wielu ulepszeń Watta było wynalezienie "regulatora odśrodkowego", który automatycznie regulował prędkość obrotową silnika. Jest to najbardziej widoczne w silnikach parowych, gdzie reguluje dopływ pary do cylindra(ów). Można go również znaleźć w silnikach spalinowych i turbinach zasilanych różnymi paliwami, a także w niektórych nowoczesnych zegarach uderzeniowych.

Regulator odśrodkowy to urządzenie homeostatyczne, które kontroluje prędkość obrotową silnika poprzez regulację ilości "substancji pośredniej" (pary), która napędza maszynę. W ten sposób utrzymywana jest prawie stała prędkość obrotowa niezależnie od obciążenia i warunków zasilania paliwem. Wykorzystuje on zasadę sterowania proporcjonalnego: oznacza to, że zatrzymanie (w tym przypadku) pary zmienia się w zależności od prędkości maszyny.

W urządzeniu Watt'a, gdy maszyna przyspiesza, kulki obracają się szybciej. W miarę jak kulki szybciej się obracają, oddalają się od centralnego słupka. Gdy oddalają się od centralnego słupka, mocniej zamykają dopływ pary. W ten sposób maszyna zwalnia, kulki obracają się wolniej i wpuszczają więcej pary do cylindrów. Dodatkowo, system posiada zawór bezpieczeństwa, który pozwala na uwolnienie nadmiaru pary bez napędzania kół. 500 silników Boulton & Watt zostało zbudowanych przez firmę w latach 1775-1800.

Później ten rodzaj pętli sprzężenia zwrotnego stał się ważnym narzędziem cybernetyki.

Regulator odśrodkowy w silniku Boulton & Watt z 1788 r.


Rysunek regulatora odśrodkowego typu "flyball"

Partnerstwo

Watt wszedł w spółkę z członkiem Midlands Lunar Society, Matthew Boultonem. Firma Boulton & Watt projektowała i budowała silniki parowe, co było bardzo ważne dla rewolucji przemysłowej.

The Soho Foundry

Na początku spółka sporządzała rysunki i specyfikacje silników oraz nadzorowała prace związane z ich montażem na terenie zakładu klienta. Sami nie produkowali prawie żadnych części. Watt większość pracy wykonywał w swoim domu w Harper's Hill w Birmingham, podczas gdy Boulton pracował w fabryce w Soho.

Stopniowo wspólnicy zaczęli produkować coraz więcej części, a w 1795 roku zakupili nieruchomość oddaloną o około milę od manufaktury w Soho, na brzegu kanału Birmingham. Tam zbudowali nową odlewnię do produkcji silników. Odlewnia w Soho została otwarta w 1796 roku, w czasie gdy synowie Watta, Gregory i James Jr. byli mocno zaangażowani w zarządzanie przedsiębiorstwem. W 1800 roku, roku przejścia Watta na emeryturę, firma wyprodukowała w sumie czterdzieści jeden silników.

Watt przeszedł na emeryturę w 1800 roku, w tym samym roku, w którym wygasł jego podstawowy patent i partnerstwo z Boultonem. Słynne partnerstwo przeszło w ręce synów, Matthew Robinsona Boultona i Jamesa Watta Juniora. Wkrótce partnerem został długoletni inżynier firmy William Murdoch, a firma zaczęła dobrze prosperować.