托马斯·纽科门（1663年2月28日至1729年8月5日）是来自英国达特茅斯的铁匠，他组装了第一台现代蒸汽机的原型。他的机器建于1712年，被称为“大气蒸汽机”

快速事实：托马斯·纽科门

• 以：大气蒸汽机的发明者而闻名
• 出生日期：1663年2月28日，英国达特茅斯
• 父母：Elias Newcomen和他的第一任妻子Sarah
• 去世日期：1729年8月5日，英国伦敦
• 教育背景：在埃克塞特接受铁匠培训
• 配偶：汉娜·韦茅斯（1705年7月13日出生）
• 儿童：托马斯（公元1767年）、埃利亚斯（公元1765年）、汉娜

在托马斯·纽科门时代之前，蒸汽机技术还处于初级阶段。伍斯特的爱德华·萨默塞特、纽科门的邻居托马斯·萨弗里和法国哲学家约翰·德萨古利埃等发明家都在托马斯·纽科门开始实验之前研究这项技术。他们的研究启发了纽科门和詹姆斯·瓦特等发明家发明实用的蒸汽动力机器。

早年生活

托马斯·纽科门出生于1663年2月28日，是埃利亚斯·纽科门（公元1702年）和他的妻子萨拉（公元1666年）的六个孩子之一。这个家庭是坚实的中产阶级：埃利亚斯是一个自由持有人、船主和商人。莎拉死后，埃利亚斯于1668年1月6日与爱丽丝·特伦哈尔再婚，正是爱丽丝抚养了托马斯、他的两个兄弟和三个姐妹。

托马斯可能在埃克塞特的一家五金店当学徒：虽然没有相关记录，但他在1685年左右开始在达特茅斯做铁匠。文件证据显示，他在1694年至1700年间从不同的钢铁厂购买了多达10吨的铁，并于1704年修理了达特茅斯镇的钟。纽科门当时有一家零售店，出售工具、铰链、钉子和链条。

1705年7月13日，纽科门与马尔伯勒的彼得·韦茅斯的女儿汉娜·韦茅斯结婚。他们最终有了三个孩子：托马斯、埃利亚斯和汉娜。

与约翰·凯利合作

托马斯·纽科门（Thomas Newcomen）的蒸汽研究得到了来自德文郡布里克斯顿的约翰·卡利（约1663-1717）的协助。这两项都列在大气蒸汽机的专利中。约翰·卡利（有时拼写为考利）是一名玻璃工。有消息称，他是一名水管工，曾在纽科门的车间当学徒，后来继续与他一起工作。他们很可能在17世纪末开始共同开发蒸汽机，到1707年，纽科门扩大了他的业务，在达特茅斯购买或续租了许多房产。

纽科门和卡利都没有受过机械工程方面的教育，他们与科学家罗伯特·胡克（Robert Hooke）通信，请他为他们的计划提供建议，即建造一台蒸汽机，该蒸汽机的汽缸包含一个类似丹尼斯·帕宾（Denis Papin）的活塞。胡克建议反对他们的计划，但幸运的是，顽固而没有受过教育的机械师坚持了他们的计划：1698年，纽科门和卡利制作了一个直径为7英寸的实验性黄铜气缸，活塞边缘用一个皮革盖密封。像纽科门试验的蒸汽机一样，第一台蒸汽机的目的是从煤矿中排水。

托马斯·萨弗里

纽科门被当地人视为怪人和阴谋家，但他确实知道托马斯·萨弗里（1650-1715）发明的蒸汽机。纽科门参观了萨弗里在英格兰莫德伯里的家，离纽科门居住的地方15英里。萨弗里雇佣了熟练的铁匠和五金商纽科门来锻造他的发动机的工作模型。纽科门被允许为自己制作一台萨弗里机器的复制品，他把它安装在自己的后院，在那里他和卡利致力于改进萨弗里的设计。

尽管纽科门和卡利制造的发动机并不完全成功，但他们还是在1708年获得了专利。这是一台结合了汽缸和活塞、表面冷凝、独立锅炉和独立泵的发动机。该专利中还有托马斯·萨弗里，他当时拥有使用表面冷凝水的专有权。

常压蒸汽机

最初设计的大气发动机采用缓慢的冷凝过程，将冷凝水施加到气缸外部，以产生真空，从而导致发动机的冲程间隔很长。进行了更多的改进，大大提高了冷凝速度。托马斯·纽科门（Thomas Newcomen）的第一台发动机每分钟产生6或8次冲程，他将其提高到10或12次冲程。

纽科门的发动机将蒸汽通过旋塞向上送入气缸，气缸平衡了大气压力，使沉重的泵杆下降，并通过横梁施加更大的重量，将活塞提升到适当的位置。如果需要的话，杆上带有一个平衡块。旋塞随后打开，一股水从蓄水池射入汽缸，通过蒸汽冷凝产生真空。活塞上方的空气压力迫使活塞下降，再次提升泵杆，从而发动机无限期地运转。

该管道用于保持活塞的上侧被水覆盖，以防止空气泄漏。这是托马斯·纽科门的一项发明。内置两个仪表旋塞和一个安全阀；使用的压力几乎不大于大气压力，阀门本身的重量通常足以保持管道向下。冷凝水和冷凝水一起从敞开的管道中流出。

托马斯·纽科门改进了他的蒸汽机，使其能够为用于采矿作业的泵提供动力，从而将矿井中的水排出。他增加了一个高架横梁，活塞悬挂在横梁的一端，抽油杆悬挂在横梁的另一端。

死

托马斯·纽科门于1729年8月5日在伦敦一位朋友家去世。他的妻子汉娜比他长寿，她搬到了马尔伯勒，于1756年去世。他的儿子托马斯在汤顿成为了一名哔叽制造商（布料制造商），他的儿子埃利亚斯也像他父亲一样成为了一名五金商（但不是发明家）。

遗产

起初，托马斯·纽科门的蒸汽机被视为早期思想的翻版。它被比作由克里斯蒂安·惠更斯（Christian Huyghens）设计（但从未制造）的火药驱动的活塞发动机，用蒸汽代替火药爆炸产生的气体。纽科门的工作之所以没有被认可，部分原因可能是，与当时的其他发明家相比，纽科门是一个中产阶级的铁匠，而受过更高教育的精英发明家根本无法想象这样的人能够发明新东西。

后来人们认识到，托马斯·纽科门和约翰·卡利改进了萨弗里发动机中使用的冷凝方法。法国发明家兼哲学家约翰·特奥菲卢斯·德萨古利埃（John Theophilus Desaguliers，1683-1744）写道，纽科门的蒸汽机在所有矿区都得到了广泛的应用，尤其是在康沃尔，还被用于湿地排水、城镇供水和船舶推进。第一台蒸汽动力机车是在19世纪第一个十年发明的，部分基于纽科门的技术。

来源

• 托马斯纽科门（1663-1729），《大不列颠和爱尔兰土木工程师传记词典》，第1卷：1500-1830。斯肯普顿编辑，A.W.等人，伦敦：托马斯·特尔福德出版社和土木工程师学会，2002年。476–78.
• 狄金森，亨利·温拉姆。《纽科门和他的真空机》，蒸汽机简史。剑桥：剑桥大学出版社，2011年。29–53.
• 卡瓦卡，丹尼斯。“托马斯·纽科门，蒸汽机的发明者”，《技术指导》60.7:92001。
• 托马斯·纽科门（1663-1729），《国家传记词典》第40卷迈拉·尼科尔斯。埃德·李，西德尼。伦敦：史密斯，埃尔德公司，1894年。326–29.