Home De stoommachine ‘zat in de lucht’

De stoommachine ‘zat in de lucht’

  • Gepubliceerd op: 31 januari 2012
  • Laatste update 07 apr 2020
  • Auteur:
    Maarten van Rossem
  • 3 minuten leestijd

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

Chemische wapens in de Oudheid: bekogelde Hannibal zijn vijand met giftige slangen?
Chemische wapens in de Oudheid: bekogelde Hannibal zijn vijand met giftige slangen?
Artikel

Chemische wapens in de Oudheid: bekogelde Hannibal zijn vijand met giftige slangen?

De Verenigde Staten leggen sancties op aan Sudan omdat het leger chemische wapens zou hebben gebruikt in de burgeroorlog in het land. Volgens The New York Times zette de Sudanese legerleider Burhan chloorgas in bij gevechten met de paramilitaire eenheid Rapid Support Forces (RSF). Tijdens de Eerste Wereldoorlog gebruikten Duitse soldaten al chloorgas bij Ieper,...

Lees meer
Britse soldaten van de Light Brigade worden afgeslacht door de Russen op 25 oktober 1854. Geschilderd door Richard Caton Woodville, 1897.
Britse soldaten van de Light Brigade worden afgeslacht door de Russen op 25 oktober 1854. Geschilderd door Richard Caton Woodville, 1897.
Interview

’Voor Poetin heeft de claim op de Krim iets spiritueels, net als voor Catharina de Grote’

Tijdens de collegedag Het Russische imperium op 26 juni vertelt historicus Ivo van de Wijdeven over de geschiedenis van de Krim. Hij geeft voorproefje van wat hij die dag gaat vertellen: ‘De Krim is de mythische geboortegrond voor zowel de Oekraïners als de Russen.’ ‘De Krim is al eeuwenlang een twistpunt en daardoor de ideale...

Lees meer
Glas-in-loodraam in de kathedraal van Chartres
Glas-in-loodraam in de kathedraal van Chartres
Interview

Middeleeuwse kunst moest mooi én stevig zijn

Middeleeuwse kunst moest lang meegaan. Kunsthistoricus Jan van Daal ontdekte dat kunstenaars en opdrachtgevers contracten sloten over de duurzaamheid van kunstwerken.  ‘Kerken of gilden die in de Middeleeuwen een groot kunstwerk zoals een groot glas-in-loodwerk wilden laten maken, dachten na over hoelang dat mee moest gaan,’ vertelt Van Daal, schrijver van het proefschrift On Durable...

Lees meer
Woodrow Wilson en Edith Wilson
Woodrow Wilson en Edith Wilson
Artikel

Schandaal rond Bidens gezondheid: hij is niet de eerste president die zijn ziekte verzweeg

Uit een nieuw boek blijkt dat Joe Bidens gezondheidsproblemen tijdens zijn presidentschap erger waren dan gedacht. In 1919 probeerde president Woodrow Wilson zijn ziekte ook zoveel mogelijk uit de publiciteit te houden. Zijn vrouw Edith Wilson hield hem uit de wind en nam allerlei taken van hem over. In het boek Original Sin schrijven journalisten dat...

Lees meer