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 Imperium cover
Amerikaanse Imperium cover
Nieuws

Download de minispecial over Amerikaans imperialisme

Is Amerika een anti-imperialistische republiek, geboren uit verzet tegen een wereldrijk? Of juist een moderne imperiale macht? U leest er alles over in de gratis digitale special Amerikaans imperium. In deze gratis special:

Lees meer
Jac P. Thijsse
Jac P. Thijsse
Recensie

Prachtige ode aan Jac. Thijsse en het Nederlandse landschap

Helder en scherp schreef onderwijzer Jac. P. Thijsse over het Nederlandse landschap. Met zijn columns en populaire Verkade-albums bracht hij vele Nederlanders een grote liefde voor de natuur bij. Dik van der Meulen schreef een prachtige biografie over hem – en doet stilistisch niet onder voor de man die hij bewondert.  ‘De Thorbecke van het landschap,’ zo karakteriseert Dik van der Meulen de...

Lees meer
Demonstranten in Nuuk protesteren tegen uitspraken van de Amerikaanse president Donald Trump over het overnemen van Groenland
Demonstranten in Nuuk protesteren tegen uitspraken van de Amerikaanse president Donald Trump over het overnemen van Groenland
Interview

‘Groenland was voor de Denen te belangrijk om op te geven’

‘We willen geen Amerikanen zijn, we willen geen Denen zijn, wij willen Groenlanders zijn’, zeiden de leiders van alle vijf partijen in het Groenlandse parlement op 9 januari. De dreigementen van president Donald Trump om Groenland te annexeren zetten de lange strijd van Groenlanders om zelfbestuur onder druk. De Deense historicus Astrid Nonbo Andersen legt...

Lees meer
Donald Trump tekent een wet om een shutdown te voorkomen
Donald Trump tekent een wet om een shutdown te voorkomen
Artikel

Hoe de shutdown in de VS uitgroeide tot politiek pressiemiddel

De ‘shutdown’, de sluiting van federale overheidsdiensten, is in de Verenigde Staten uitgegroeid tot een politiek wapen. Hoe kon dit gebeuren? En waarom is dit alleen in Amerika mogelijk en niet in andere landen? De Amerikaanse grondwet geeft het Congres de macht om te beslissen over uitgaven en inkomsten. Als het Congres het niet eens...

Lees meer
Loginmenu afsluiten