Home De stoommachine ‘zat in de lucht’

De stoommachine ‘zat in de lucht’

  • Gepubliceerd op: 31 jan 2012
  • Update 07 apr 2020
  • Auteur:
    Maarten van Rossem

Dit jaar viert de stoommachine zijn driehonderdste verjaardag. In 1712 presenteerde Thomas Newcomen (1664-1729), een doopsgezinde lekenprediker, na jaren van moeizaam experimenteren een door stoom gedreven machine, die in het bijzonder was ontworpen om water uit de steeds dieper wordende mijnen te pompen.

Als Newcomen zijn stoommachine niet had uitgevonden, had iemand anders dat ongetwijfeld korte tijd later gedaan. De ideeën en constructies die Newcomen combineerde tot zijn succesvolle apparaat zoemden al enige decennia rond. De stoommachine ‘zat in de lucht’.

Dat het mogelijk is met stoom beweging te veroorzaken was al bekend sedert de eerste eeuw. Heron van Alexandrië had toen een met water gevulde metalen bol geconstrueerd, die was voorzien van twee tuitjes met uitstroomopeningen in tegengestelde richting. Werd de bol zodanig verwarmd dat er stoom uit de tuitjes kwam, dan raakte hij daardoor in draaiende beweging. Erg leuk, maar niet meer dan kinderspeelgoed.

In de cruciale zeventiende eeuw ontstonden binnen enkele decennia ideeën en mechanieken die uiteindelijk tot de stoommachine zouden leiden. Eerst ontdekte de Italiaanse natuurkundige Evangelista Torricelli (1608-1647) de barometer, die gebaseerd is op het bestaan van vacuüm en luchtdruk. Halverwege de eeuw vond Otto von Guericke de vacuümpomp uit en demonstreerde de aanzienlijke kracht van de luchtdruk door middel van het beroemde experiment met de Maagdenburger halve bollen. Twee halve bollen werden luchtdicht op elkaar aangesloten, de bol werd vacuüm gezogen en vervolgens slaagden zestien paarden er niet in ze weer van elkaar te trekken.

In 1690 kwam de Franse natuurkundige en uitvinder Denis Papin (1647-1712), die contacten had met alle belangrijke uitvinders van zijn tijd, met het revolutionaire idee van de zuigerstoommachine. In een metalen cilinder wordt een zuiger geplaatst. Onder die zuiger wordt door de snelle condensatie van stoom een vacuüm – of, nauwkeuriger gezegd: onderdruk – veroorzaakt. Dan zal de zuiger door de aanzienlijke luchtdruk naar beneden worden gedrukt.

Papin suggereerde ook al dat die zuigerbeweging zou kunnen worden omgezet in een roterende beweging en dat daarmee bijvoorbeeld een schip voortgestuwd zou kunnen worden. Van praktische verwezenlijking van deze opmerkelijke ideeën kwam het op dat moment echter niet.
Papins machine was gebaseerd op de omstandigheid dat het volume van stoom tweeduizend maal zo groot is als dat van de hoeveelheid water die tot stoom is gemaakt. Bij condensatie van de stoom door middel van een kleine hoeveelheid koud water neemt het volume even spectaculair af, waardoor de onderdruk ontstaat.

In 1698 nam Thomas Savery patent op een toestel dat onderdruk creëerde door stoom in een cilinder te condenseren met koud water. Het was de bedoeling met die onderdruk water op te zuigen uit mijnen: het water wordt door de luchtdruk in de cilinder geperst. Erg effectief was dit apparaat echter niet, al was het maar omdat de luchtdruk het water maar een meter of negen omhoog kon persen. Een echte stoommachine was dit ook niet. Er waren geen draaiende delen en de onderdruk werd niet benut voor een mechanische beweging.

Newcomens geniale idee was de combinatie van Savery’s gebrekkige onderdrukpomp met de zuigermachine van Papin. Hij monteerde een cilinder met zuiger boven een stoomketel. Door een systeem van kleppen wordt er stoom in de cilinder gelaten en vervolgens gecondenseerd door de injectie van koud water. Vanwege de onderdruk wordt de zuiger nu naar beneden gedrukt door de atmosferische druk. Dit type stoommachine heet daarom atmosferisch. De zuiger bevestigde Newcomen aan een hefboom, waardoor de beweging kon worden gebruikt voor een mechanische beweging, bijvoorbeeld het oppompen van water (zie www.animatedengines.com).

Enkele decennia later maakte James Watt de stoommachine tot een universeel bruikbaar apparaat. De uitvinding van de stoommachine was de belangrijkste gebeurtenis van de afgelopen tienduizend jaar.

Dit artikel is exclusief voor abonnees

Begrijp het heden, begin bij het verleden: met HN Actueel leest u historische achtergronden bij het nieuws van vandaag. Nu de eerste maand voor maar 1,99.

Nieuwste berichten

Amerikaanse agenten brengen Noriega over de naar de VS
Amerikaanse agenten brengen Noriega over de naar de VS
Interview

‘Ook de arrestatie van de Panamese leider Noriega in 1989 was volkenrechtelijk illegaal’

De aanval op Venezuela en de ontvoering van president Nicolás Maduro doen denken aan de invasie van Panama in 1989, waarbij Amerika de militaire leider Manuel Noriega gevangennam. Ook toen gebruikte het Witte Huis drugshandel als legitimering, vertelt academicus Pablo Isla Monsalve. ‘Maar de VN veroordeelde de actie als een illegale interventie.’ Op 15 december...

Lees meer
Kozakken schrijven de Turkse sultan een brief. Schilderij door Repin
Kozakken schrijven de Turkse sultan een brief. Schilderij door Repin
Artikel

Voor de Oekraïners zijn de kozakken weer hun helden

De Russen en de Oekraïners strijden ook over de interpretatie van hun gezamenlijke verleden. Waren de beroemde kozakken nu helden of verraders? Dat hangt ervan af wie je het vraagt.  Het is alsof ze zo uit de schilderijen van Ilja Repin zijn gestapt: Oekraïense militairen die aan het front poseren als zeventiende-eeuwse kozakken. Het beroemdste voorbeeld is Repins doek De Zaporozjekozakken schrijven de Turkse sultan een brief uit 1891. Daarop beantwoorden de kozakken het ultimatum van...

Lees meer
Een klaslokaal van een jongensschool in Tegelen
Een klaslokaal van een jongensschool in Tegelen
Nieuws

Heemkunde werd bijna een schoolvak tijdens de Duitse bezetting

Tijdens de Duitse bezetting probeerde de collaborerende overheid heemkundig onderwijs in te voeren. Maar het plan verzandde in procedures.  De Nederlandse jeugd moest vertrouwd gemaakt worden met de eigen regio, zijn geschiedenis, cultuur en natuur. Heemkundelessen op de middelbare school waren hiervoor het beste middel, dacht Jan van Dam, die in november 1940 aantrad als secretaris-generaal op het departement van Onderwijs. De tijd was er rijp voor: ‘Op...

Lees meer
Kabinet Den Uyl op het bordes
Kabinet Den Uyl op het bordes
Artikel

Minderheidskabinet of met gedoogsteun: creatieve kabinetsvormen waren soms een oplossing

D66, CDA en VVD willen samen een minderheidskabinet vormen. Afwijkende kabinetsvormen hadden in het verleden wisselend succes. De allereerste Nederlandse kabinetten waren volledige zakenkabinetten, omdat pas in 1888 de eerste politieke partijen werden gevormd. In 1883 trad het laatste pure zakenkabinet aan onder leiding van de advocaat Jan Heemskerk, die een waterstaatkundig ingenieur als minister...

Lees meer
Loginmenu afsluiten