瓦特發明了什麼 瓦特發明蒸汽機的故事

瓦特在1736年1月19日生於蘇格蘭格拉斯哥附近， 克萊德河灣（FirthofClyde）上的港口小鎮格林諾克（Greenock）。 瓦特的父親是熟練的造船工人並擁有自己的船隻與造船作坊。 瓦特的母親Agnes Muirhead出身于一個貴族家庭並受過良好的教育。 他們都屬於基督教長老會並且是堅定的誓約派。

瓦特小時候因為身體較弱去學校的時間不多， 主要的教育都是由母親在家裡進行。 瓦特從小就表現出了精巧的動手能力以及數學上的天分， 並且接受了很多蘇格蘭民間傳說與故事。

瓦特17歲的時候， 母親去世了， 而父親的生意開始走下坡路。 瓦特到倫敦的一家儀錶修理廠作了一年的徒工，

然後回到蘇格蘭格拉斯哥打算開一家自己的修理店。 儘管當時蘇格蘭還沒有類似的修理店， 但是由於他沒有做夠要求的7年徒工， 他的開店申請還是被格拉斯哥的錘業者行會（管理所有使用錘子的工匠）拒絕了。

1757年， 格拉斯哥大學的教授提供給瓦特一個機會， 讓他在大學裡開設了一間小修理店， 這幫助瓦特走出了困境。 其中的一位教授， 物理學家與化學家約瑟夫·布萊克（Joseph Black）更是成了瓦特的朋友與導師。

1757年， 格拉斯哥大學的教授提供給瓦特一個機會， 讓他在大學裡開設了一間小修理店， 這幫助瓦特走出了困境。 其中的一位教授， 物理學家與化學家約瑟夫·布萊克（JosephBlack）更是成了瓦特的朋友與導師。

1767年， 瓦特與表妹瑪格麗特·米勒（MargaretMiller）結婚， 此後他們共養育了6個孩子。

性格

瓦特心思細膩， 做事動作遲緩並且非常容易焦慮。 他常常會灰心喪氣。 他會將工作放到一邊， 感覺好像要徹底放棄了， 但他的想像力豐富， 總是能想到新的改進方法， 以至於很多時候都來不及一一完成。 瓦特的動手能力很強， 並可以完成系統的科學的測定， 以量化自己的革新效果， 幫助自己的理解。

瓦特是一個紳士， 為其他工業革命時期的知名人士所尊重。 他是伯明罕工業家與科學家組織的“月亮社”的重要成員， 總是對新的領域表現出極大的興趣， 被認為是很好的社交夥伴。 但他對商業經營卻基本一竅不通， 特別討厭與那些有興趣使用他的蒸汽機的人討價還價或談判合同。

直到他退休時， 他都一直對自己的財物狀況感到不安。 他的合作者與朋友都是些意氣相投的夥伴並能保持長久的友誼。

發明

瓦特的小店開業4年後， 在朋友羅賓遜教授的引導下， 瓦特開始了對蒸汽機的實驗。 1763年， 瓦特得知格拉斯哥大學有一台紐科門蒸汽機（Newcomensteamengine）， 但是正在倫敦修理， 他請求學校取回了這台蒸汽機並親自進行了修理。 修理後這台蒸汽機勉強可以工作， 但是效率很低。 經過大量實驗， 瓦特發現效率低的原因是由於活塞每推動一次， 氣缸裡的蒸汽都要先冷凝， 然後再加熱進行下一次推動， 從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。 1765年， 瓦特取得了關鍵性的進展，

他想到將冷凝器與氣缸分離開來， 使得氣缸溫度可以持續維持在注入的蒸汽的溫度， 並在此基礎上很快建造了一個可以運轉的模型。

在約翰·羅巴克的贊助下， 瓦特開始了新式蒸汽機的試製， 並成為新公司的合夥人。 這之後， 羅巴克破產， 相關專利都由伯明罕一間鑄造廠老闆馬修·博爾頓接手。 瓦特與博爾頓從此開始了他們之間長達25年的成功合作。

與博爾頓的合作， 使得瓦特得到了更好的設備資金以及技術上的支援， 特別是在加工製造工藝方面。 新型蒸汽機製造的一個主要困難在於活塞與大型氣缸的密合， 這個問題最終被約翰·威爾金森（JohnWilkinson）解決， 他在改進加農炮的製造時提出了一種新的精密鏜孔加工技術，

可以用於蒸汽機的製造。 終於在1776年， 第一批新型蒸汽機製造成功並應用於實際生產。 這批蒸汽機由於還只能提供往復直線運動而主要應用於抽水泵上。 在之後的5年中， 瓦特贏得了大量的訂單並忙於奔波於各個礦場之間安裝由這種新型蒸汽機帶動的水泵。

在博爾頓的要求下， 瓦特開始繼續研究如何將蒸汽機的直線往復運動轉化為圓周運動， 以便使得蒸汽機能為絕大多數機器提供動力。 一個顯而易見的解決辦法是通過曲柄傳動， 但是該項專利所有人， 約翰·斯蒂德(JohnSteed)要求同時分享瓦特此前的分離冷凝器的專利， 這一要求被瓦特堅決地拒絕了。 1781年， 瓦特公司的雇員威廉·默多克（WilliamMurdoch）發明了一種稱為“太陽與行星”的曲柄齒輪傳動系統， 並以瓦特的名義成功申請了專利。這一發明繞開了曲柄專利的限制，極大地擴展了蒸汽機的應用。

之後的6年裡，瓦特又對蒸汽機作了一系列改進並取得了一系列專利：發明了雙向氣缸，使得蒸汽能夠從兩端進出從而可以推動活塞雙向運動，而不是以前那樣只能單向推動；使用節氣閥門與離心節速器來控制氣壓與蒸汽機的運轉；發明了一種氣壓示工器來指示蒸汽狀況；發明了三連杆組保證氣缸推杆與氣泵的直線運動。由於擔心爆炸的危險以及洩露問題，瓦特的早期蒸汽機都是使用低壓蒸汽，後來才引進了高壓蒸汽。所有這些革新結合到一起，使得瓦特的新型蒸汽機的效率是過去的紐科門蒸汽機的5倍。1794年，瓦特與博爾頓合夥組建了專門製造蒸汽機的公司。

晚年

瓦特在半退休之前也有很多其它發明，比如他發明了一種新的利用望遠鏡測距的方法，一種新的透印印刷術，對油燈進行了改進，蒸汽碾壓機以及延續至今的機械圖紙著色法。1800年瓦特的專利與博爾頓的合作到期，他與同年退休。但他們的合作延續到下一代，馬修·博爾頓與小詹姆斯·瓦特繼續合作，同時吸收了威廉·默多克為合夥人，保證了了公司的持續成功。瓦特退休後曾與他的第二任妻子到法國與德國旅行，並且在威爾士購買了一所住宅。1819年8月25日，83歲的瓦特於英國斯塔福德郡漢茲沃斯（Handsworth,Staffordshire）的家中去世。

並以瓦特的名義成功申請了專利。這一發明繞開了曲柄專利的限制，極大地擴展了蒸汽機的應用。

之後的6年裡，瓦特又對蒸汽機作了一系列改進並取得了一系列專利：發明了雙向氣缸，使得蒸汽能夠從兩端進出從而可以推動活塞雙向運動，而不是以前那樣只能單向推動；使用節氣閥門與離心節速器來控制氣壓與蒸汽機的運轉；發明了一種氣壓示工器來指示蒸汽狀況；發明了三連杆組保證氣缸推杆與氣泵的直線運動。由於擔心爆炸的危險以及洩露問題，瓦特的早期蒸汽機都是使用低壓蒸汽，後來才引進了高壓蒸汽。所有這些革新結合到一起，使得瓦特的新型蒸汽機的效率是過去的紐科門蒸汽機的5倍。1794年，瓦特與博爾頓合夥組建了專門製造蒸汽機的公司。

晚年

瓦特在半退休之前也有很多其它發明，比如他發明了一種新的利用望遠鏡測距的方法，一種新的透印印刷術，對油燈進行了改進，蒸汽碾壓機以及延續至今的機械圖紙著色法。1800年瓦特的專利與博爾頓的合作到期，他與同年退休。但他們的合作延續到下一代，馬修·博爾頓與小詹姆斯·瓦特繼續合作，同時吸收了威廉·默多克為合夥人，保證了了公司的持續成功。瓦特退休後曾與他的第二任妻子到法國與德國旅行，並且在威爾士購買了一所住宅。1819年8月25日，83歲的瓦特於英國斯塔福德郡漢茲沃斯（Handsworth,Staffordshire）的家中去世。