Оливер Эванс (13 сентября 1755 - 15 апреля 1819) был американским изобретателем, инженером и бизнесменом, родившимся в сельской местности Делавэра, а затем коммерчески обосновавшимся в Филадельфии . Он был одним из первых американцев, построивших паровые машины, и сторонником пара высокого давления (а не пара низкого давления). Пионер в области автоматизации , погрузочно-разгрузочных работ и производства пара , Эванс был одним из самых плодовитых и влиятельных изобретателей в первые годы существования Соединенных Штатов. Он оставил после себя длинный ряд достижений, в первую очередь разработку и создание первого полностью автоматизированного производственного процесса, первого парового двигателя высокого давления и первого (хотя и грубого)амфибия и американский автомобиль.
Эванс родился в Ньюпорте, штат Делавэр , получил небольшое формальное образование и в подростковом возрасте поступил в ученики к колесному мастеру . Войдя в бизнес со своими братьями, он более десяти лет работал над проектированием, строительством и совершенствованием автоматизированной мельницы с такими устройствами, как ковшовые цепи и конвейерные ленты. При этом Эванс разработал непрерывный производственный процесс, не требующий человеческого труда. Эта новая концепция окажется критически важной для промышленной революции и развития массового производства . Позже Эванс обратил свое внимание на паровую энергию и построил первый паровой двигатель высокого давления в Соединенных Штатах в 1801 году, развивая свою конструкцию независимо от Ричарда Тревитика , который построил первый в мире годом ранее. Эванс был движущей силой в разработке и внедрении паровых двигателей высокого давления в США. Эванс мечтал построить фургон с паровым двигателем и в конечном итоге построил и запустил его в 1805 году. Известный как Oruktor Amphibolos , это был первый автомобиль в стране и первый в мире автомобиль-амфибия , хотя он был слишком примитивен, чтобы иметь успех. либо.
Эванс был провидцем, который создал проекты и идеи, намного опередившие свое время. Он был первым, кто описал парокомпрессионное охлаждение и предложил конструкцию первого холодильника в 1805 году, но прошло три десятилетия, прежде чем его коллега Джейкоб Перкинс смог построить рабочий пример. Точно так же он разработал проекты солнечного котла, пулемета, механизма переключения передач с паровой тележкой, тестомесильной машины, вечной хлебопекарной печи, процесса спасения судов , испарителя с четырьмя эффектами и схемы городского газового освещения , идеи и конструкции, которые не станет реальностью до некоторого времени после его смерти. У Эванса были влиятельные сторонники и политические союзники, но ему не хватало социальной благосклонности, и многие его сверстники его не любили. Разочарованный, а затем рассерженный на кажущееся непризнание его вклада, Эванс в последующие годы стал агрессивным и ожесточенным, что подорвало его репутацию и оставило его в изоляции. Несмотря на важность его работы, его вклад часто игнорировался (или приписывался другим после его смерти), поэтому он так и не стал нарицательным наряду с другими пионерами пара своего времени.
Ранние годы, 1755–83 гг.
Оливер Эванс родился в Ньюпорте, штат Делавэр, 13 сентября 1755 года в семье Чарльза и Энн Сталкоп Эванс. Его отец по профессии был проводником , хотя он купил большую ферму к северу от Ньюпорта на берегу Ред-Клэй-Крик и перевез туда свою семью, когда Оливер был еще в младенчестве. [1] Оливер был пятым из двенадцати детей; у него было четыре сестры и семь братьев. [2] Мало что еще известно о ранней жизни Эванса, и сохранившиеся записи не содержат подробностей о годах его становления. Характер и место его раннего образования не сохранились, однако его грамотность была явно сильной с раннего возраста, как писателя, так и страстного читателя технических предметов. [3] В 17 лет Эванс поступил в ученики к мастеру по ремонту колес и изготовителю вагонов в Ньюпорте. Анекдот того периода напоминает, что его хозяин, неграмотный и крайне бережливый человек, запретил Эвансу использовать свечи для освещения его чтения по вечерам. Эванс нашел другой способ, собирая в течение дня обрезки и стружку дерева от своей работы, чтобы они служили топливом для небольших костров. [4] Война за независимость началась, когда Эвансу было 19. Он записался в роту ополчения Делавэра, но не участвовал в действующей службе во время войны. [3]
К 22 годам Эванс оставил производство кругов и стал специалистом по формованию тонкой проволоки, используемой в текстильных картах , которые использовались для расчесывания волокон при подготовке к процессу прядения для изготовления ниток или пряжи. Желание повысить эффективность этого процесса привело его к своему первому изобретению - машине, которая сгибала проволоку в зубцы и быстро отрезала их, чтобы облегчить сборку карт. [5] Джордж Латимер , тогда мировой судья в Ньюпорте, увидел ее потенциал и поручил кузнецу создать машину, что стало одним из первых успехов Эванса, когда она была представлена в 1778 году. Эванс хотел пойти дальше в механизации производства. текстильных карт, разработав машину, которая могла проткнуть кожу, в которую были вставлены проволочные зубцы. Его изобретение значительно ускорило процесс изготовления карт, производя около 1500 зубов каждую минуту, хотя сам Эванс не смог найти финансовую поддержку для коммерциализации своего изобретения. [3] Тем не менее, в течение следующих двух десятилетий инновации в производстве карточек, вдохновленные Эвансом, привели к развитию автоматизированного производства текстильных карточек, которое тогда пользовалось большим спросом из-за роста хлопковой промышленности Юга . Считается, что первые пионеры механизированного производства текстильных открыток, включая Джайлза Ричардса и Амоса Виттемора , во многом позаимствовали его оригинальные разработки. [6]
В этот период Эванс также начал экспериментировать с мощностью пара и ее потенциалом для коммерческого применения. Его ранние идеи достигли высшей точки в 1783 году, когда в штате Делавэр была подана патентная заявка на паровой фургон , но это было отклонено, поскольку Эванс еще не создал работающую модель. [7] В том же году, в возрасте 27 лет, Эванс женился на Саре Томлинсон, дочери местного фермера, в епископальной церкви старых шведов в Уилмингтоне. [8]
Разработка автоматической мукомольной мельницы, 1783–1790 гг.
Внимание Эванса обратилось к мукомольному производству в начале 1780-х годов - отрасли, которая быстро развивалась в условиях быстрой индустриализации северного Делавэра. [9] В то время работа зерновых мельниц была трудоемкой. Хотя стадии процесса помола - измельчение, охлаждение, просеивание и упаковка - начинали механизироваться в различной степени, для перемещения зерна с одной стадии на другую требовалась сила тяжести или ручной труд. Кроме того, некоторые этапы (в частности, охлаждение) были медленными и неэффективными, создавая значительные узкие места в производственном процессе. [10] Мельницы становились обычным явлением в густонаселенных районах и в тех, где имелся свободный доступ к водным путям для получения энергии, но основная часть фрезерования в 1780-х годах выполнялась дома посредством ручного фрезерования. Кроме того, в колониальной Америке качество размолотой пшеницы было плохим . Сорта твердой пшеницы были недостаточно измельчены и просеяны на мельницах, оставив грубую и коричневую муку. [11] Перекрестное загрязнение было серьезной проблемой: производственные процессы не были хорошо разделены; Многие люди, перемещавшиеся по мельнице, загрязняли муку грязью, зерном и другими примесями. [12] Конечным результатом, как признал Эванс, был продукт низкого качества, для производства которого требовалось слишком много рабочих. [13]
В 1783 году двое братьев Эванса начали строительство мельницы в Ньюпорте на части семейной фермы, которую они приобрели у своего отца, и Эванс был нанят для наблюдения за ее строительством на берегу Ред-Клэй-Крик. Когда мельница открылась в 1785 году, она имела обычную конструкцию, но в течение следующих пяти лет Эванс начал экспериментировать с изобретениями, чтобы уменьшить зависимость от рабочей силы при фрезеровании. Перемещение пшеницы из нижней части мельницы в верхнюю, чтобы начать процесс, было самой обременительной задачей на современных мельницах. Первым нововведением Эванса стал ковшовый элеватор, упрощающий этот процесс. Цепи ведер для подъема воды были римской технологией, которая использовалась в различных формах с древних времен. Эванс видел схемы их использования на море и понял, с некоторыми изменениями и тщательным проектированием, что их можно использовать для подъема зерна, поэтому ряд ковшовых элеваторов вокруг мельницы может перемещать зерно и муку от одного процесса к другому. [14] Другой трудоемкой задачей было разложить еду . Он получился теплым и влажным в процессе измельчения, нуждающимся в охлаждении и сушке, прежде чем его можно было просеять и упаковать. Традиционно эта задача решалась вручную, раскладывая еду по большим этажам. В ответ Эванс разработал «мальчик-бункер», устройство, которое собирало еду из ковшового элеватора и равномерно распределяло ее по сушильному полу - механические грабли вращались вокруг пола. Это выровняло бы недавно отложенную муку для охлаждения и сушки, в то время как небольшой наклон в конструкции лопастей граблей будет медленно перемещать муку к центральным лоткам, из которых материал будет просеиваться. [15] При совместном использовании эти две инновации сэкономили много часов труда и значительно снизили риск заражения. [A]
Несмотря на свою техническую сложность, ни одно устройство не было революционным по стандартам того времени. Однако общее видение их дизайна было таким. Эванс пытался радикально изменить представление о производственном процессе, рассматривая его как непрерывное интегрированное целое, а не как серию изолированных процессов. Таким образом, производство может быть полностью автоматизированной производственной линией. Недостающим звеном была погрузочно-разгрузочная работа, и при проектировании заводов Эванса стремились обеспечить непрерывную подачу материалов через систему без необходимости вмешательства человека. Это был первый полностью автоматизированный промышленный процесс [17] [18], и было доказано, что идея непрерывного производства является важнейшим компонентом промышленной революции и в конечном итоге заложит основу для современного массового производства . [19] [20]
Создание оборудования для реализации этого видения было сложным. Эванс изо всех сил пытался найти деньги, чтобы заплатить высококвалифицированным плотникам, необходимым для создания его сложных машин. [21] Соседняя мукомольная промышленность на реке Брендивайн была крупной, но в ней доминировали квакерские мельники из Уилмингтона, которые не видели большого потенциала в проектах Эванса. Джеймс Латимер, торговец мукой из Ньюпорта, услышав идеи Эванса, воскликнул: «Ах! Оливер, вы не можете заставить воду бежать в гору, вы не можете сделать деревянных мельниц!» [22] Сын Латимера, Джордж, однако, еще раз увидел многообещающие идеи Эванса и помог ему обеспечить патентную защиту изобретений в 1787 и 1788 годах. [23] К этому времени Эванс превратил фабрику своих братьев в Ред-Клэй-Крик в фабрику. полностью автоматизированный прототип, основанный на его усовершенствованных конструкциях, и братья Эванс разослали листовки и схемы в основные фрезерные центры США, предлагая бесплатное лицензирование конструкции для первого мельника в каждом округе, который поручил Эвансу переоборудовать свои заводы. Однако эта кампания оказалась большим разочарованием, и коммерческий интерес не проявился. [24]
Однако Эвансу не хватало терпения, и в сочетании с колючим характером он был склонен выказывать разочарование и недоумение по отношению к тем, кто не мог сразу оценить ценность его идей. Его идеи и разработки часто намного опережали свое время, а идея полностью автоматизированного производственного процесса была трудна для понимания современниками. Эванс вспоминал, как несколько мельников Brandywine случайно посетили завод Red Clay Creek в первые годы его работы после того, как он был полностью автоматизирован. В тот день он был один на мельнице и косил сено на близлежащем поле, и намеренно держался вне поля зрения, чтобы посетители могли наблюдать за работой мельницы самостоятельно, без присмотра человека. Затем появился Эванс и подробно объяснил, как стал возможен подвиг, свидетелями которого они стали, и был убежден, что этот случайный визит приведет к прорыву с мельницами Brandywine. Однако он был разочарован сообщениями о том, что мельники вернулись в Уилмингтон, и сообщил, что мельница Эванса была «набором ловушек, недостойных внимания любого здравомыслящего человека». [25] Отсутствие интереса продолжалось даже после того, как Эванс убедил мельника Brandywine переоборудовать свою мельницу. [B]
После многих лет настойчивости и попыток сбыта дизайны Эванса, наконец, прошли испытания в более крупных масштабах и были приняты в других странах. Прорыв произошел в 1789 году, когда Элликотты, прогрессивно настроенная семья квакеров из Балтимора , пригласили Эванса переоборудовать их мельницы на реке Патапско . Ремонт оказался успешным, и Эванс вместе с Джонатаном Элликоттом разработал модифицированную форму архимедова шнека, который мог бы действовать как горизонтальный конвейер для работы вместе с вертикально ориентированными ковшовыми элеваторами. Он добавил к своим конструкциям грабли-дрель и конвейерную ленту, и теперь у него был полный комплект погрузочно-разгрузочных машин практически для всех возможных конфигураций. [27] В 1790 году Эванс переехал из Ньюпорта в Уилмингтон и построил действующую модель своих проектов в городе. Изобретения Эванса получили большой импульс, когда ведущий мельник Джозеф Татналл перевел свои заводы на систему Эванса и подсчитал, что за один год эти изменения спасли его предприятию небольшое состояние в размере 37000 долларов. Местные мукомолы быстро последовали их примеру, и Brandywine Village вскоре стала витриной мукомольных технологий Эванса. [28] Спустя почти десять лет мельницы Brandywine были окончательно убеждены, и в течение короткого периода автоматизированные мельницы начали распространяться по восточному побережью . [29] В 1790 году, после введения в действие федерального закона о патентах , Эванс немедленно подал заявку на охрану своих фрезерных конструкций и получил третий патент США, причем его заявка была лично рассмотрена и одобрена государственным секретарем Томасом Джефферсоном , военным министром Генри Ноксом , и генеральный прокурор Эдмунд Рэндольф . [30]
Писатель и купец, 1790–1801 гг.
Получив патентную защиту на свои разработки и получив всеобщее признание мельниками Brandywine, Эванс обратил свое внимание за пределы Делавэра. Его брат Джозеф много путешествовал, чтобы продвигать работу Эванса, и, согласно некоторым источникам, к 1792 году машины Эванса эксплуатировались более чем на ста фабриках. [31] Когда Джордж Вашингтон призвал Джозефа Татналла в 1790 году, чтобы поблагодарить его за муку, которую он предоставил для питания Континентальной армии во время Войны за независимость , он увидел, как технология Эванса работает на мельницах в Брендивайн-Виллидж, и был так впечатлен, что его собственная мельница в Маунт-Вернон, преобразованная в систему Эванса в 1791 году, завершение строительства которой контролировали братья Эванса. [32] В 1793 году Эванс продал свою долю в мельнице Ред Клэй Крик и перевез свою семью из Уилмингтона в Филадельфию, где он открыл магазин для фрезерных материалов. [33]
Однако в первые годы его жизни в Филадельфии преобладала писательская деятельность. Первоначально Эванс намеревался написать брошюру, чтобы помочь фрезеровщикам в создании фрезерного оборудования, а также продвигать свои собственные автоматизированные разработки. Однако Эванс настолько увлекся проектом, что в конце концов посвятил несколько лет написанию всеобъемлющей книги по технологии фрезерования, которая включала длинные главы по основным принципам физики , гидравлики и механики ; временами пренебрегая финансовой безопасностью своей семьи, чтобы завершить ее. [34] Руководство молодого Миллера и Миллера, когда оно появилось, состояло из пяти частей: «Принципы механики и гидравлики», «О различных видах мельниц», «Описание авторских улучшений», «О производстве зерна». в муку »,« Планы Элликотта по строительству мельниц »и длинное приложение, в котором Эванс детализировал различные идеи для других изобретений, таких как воздушная система центрального отопления . Томас Элликотт, семья которого в Балтиморе была одним из первых последователей проектов Эванса, внесла свой вклад в строительство мельниц. Большая часть теоретической работы книги была основана на более ранних научных работах по механическим принципам, однако Эванс настаивал на том, чтобы теоретические разделы согласовывались с наблюдениями в практических разделах, и поэтому часто пересматривал существующие теории, чтобы согласовать их с экспериментами, которые он проводил, и наблюдениями, которые он проводил. Например, он обнаружил, что то, что было написано о теоретических принципах механики водяных колес , не соответствовало тому, что он мог воспроизвести на практике, поэтому он пересмотрел их на основе наблюдений, чтобы сформировать «истинную теорию», и пришел к выводу, что «ни старые, ни новые теории не совпадают. с практикой, следовательно, мы должны подозревать, что они основаны на ошибке. Но если то, что я называю истинной теорией, будет продолжать соглашаться с практикой, практикующему не нужно заботиться о том, на чем она основана ». [35]
Список подписчиков руководства возглавили Джордж Вашингтон, Томас Джефферсон и Эдмунд Рэндольф, когда первое издание вышло в печати в 1795 году. [36] Книга оказалась очень популярной и оставалась основным руководством для мельников более полувека, претерпев несколько редакций. и пятнадцать печатных изданий между 1795 и 1860 годами. Популярность книги основывалась на подробных практических объяснениях конструкции и конструкции мельниц, и в качестве основного руководства для американского мукомольного производства ее заменили только после Гражданской войны . [37]
После публикации Руководства Эванс сконцентрировался на своей работе в качестве продавца фрезерных материалов и получения финансовой безопасности за счет лицензирования своих запатентованных разработок. При достаточном количестве мельников, использующих оборудование Эванса, внедрение стало быстро ускоряться после 1800 года, как и его значительное состояние за счет лицензионных сборов. [38] В эти годы Эванс сконцентрировался на расширении своей коммерческой деятельности в Филадельфии, несколько раз расширил свой магазин, стал агентом по импорту из Англии и нанял кузнецов для выполнения более сложных работ по металлу для заводов. Все это время Эванс продолжал совершенствовать различные элементы конструкции мельницы, включая патентование нового процесса изготовления жерновов и разработку винтовой мельницы для измельчения гипса в Париже , которая пользовалась большим спросом в Филадельфии для лепных работ. [39] Эванс и его младший брат Эван, вместе с кузнецом Томасом Кларком, разработали устройство для упаковки бочек с мукой, используя деревянный диск, работающий с помощью сложного рычага и коленчатого рычага . [40]
Разработка паровой машины высокого давления, 1801–06 гг.
Паровые двигатели появились в Соединенных Штатах в качестве источника энергии в конце 18 века, и, живя в Делавэре и Филадельфии, Эванс познакомился с первыми примерами их применения там. Джон Фитч спустил первый рудиментарный пароход на реку Делавэр в конце 1780-х годов [41], а гидроузел Филадельфии к 1802 году управлял двумя паровыми двигателями низкого давления для перекачки воды из реки Скулкилл , но это были редкие примеры и большинство случаев этой новой технологии можно было найти в Европе. [42] Большая часть развития паровой энергии произошла в Великобритании, с Томасом Ньюкоменом и Джеймсом Ваттом, которые сыграли важную роль в разработке и коммерциализации паровой энергии там и в других странах Европы, с несколькими сотнями машин, работающих там в промышленных и трудосберегающих приложениях. 1800. [43]
Эванс впервые начал рассматривать потенциальные применения энергии пара для транспорта, еще будучи учеником в 1780-х годах, и разработал элементарные конструкции для «паровых экипажей» в 1790-х годах. В 1801 году Эванс окончательно начал работу над воплощением своей давней мечты о паровой повозке [44], хотя британские инженеры, такие как Ричард Тревитик, уже начали работу над такими идеями. Другие первые паровые инженеры, в первую очередь современник Ватта, Уильям Мердок , разработали планы паровой тележки, включающей тяжелый маховик , в котором давление напрямую преобразуется в мощность вращения , однако в ходе экспериментов стало очевидно, что вращающийся двигатель низкого давления паровой двигатель никогда не был бы достаточно мощным, чтобы продвинуть вперед карету любого веса. [45] Таким образом, внимание Эванса было обращено на поршневой двигатель не только для его идей паровой перевозки, но и для промышленного применения. Важно отметить, что Эванс, как и Тревитик, стал одним из первых сторонников «сильного пара» или двигателей высокого давления, идея которой долго сопротивлялась Ватту и более ранним пионерам пара, потому что в Америке отсутствовали необходимые технологии производства железа и металла. Эванс признал, что паровой двигатель высокого давления будет иметь важное значение для развития паровой тележки, потому что он может быть построен намного меньше, обеспечивая при этом аналогичную или большую выходную мощность по сравнению с эквивалентами низкого давления. [46] Некоторые эксперименты с паровыми двигателями высокого давления были проведены в Европе, в первую очередь, с « Пыхтящим дьяволом» Тревитика в 1801 году и его более поздней лондонской паровой каретой 1803 года, которая обошла патент Ватта на конденсатор , просто удалив его. Однако преобладающие опасения в отношении ранней паровой техники заключались в том, что ни один котел не может безопасно содержать пар высокого давления. [47] Ватт, например, хотел посадить Тревитика в тюрьму из-за опасности, которую представляли его двигатели высокого давления. Эванс проигнорировал потенциальные недостатки и разработал аналогичные разные конструкции двигателей, работающих при высоком давлении, без конденсатора Ватта. Его конструкции также включали балку кузнечика , цилиндр двойного действия и четыре паровых клапана , очень похожие на конструкции Тревитика. Каждый клапан независимо управлялся одним из четырех кулачков . В результате чего конструкция была паровая машина высокого давления , который имел более высокое отношение мощности к весу , чем двигатели Ньюкомена, установив его в рядах двигателей других инженеров в своем стремлении сделать локомотивы и пароходы практичным. [48] Эти двигатели также были механически проще, чем конденсационные двигатели, что делало их менее дорогостоящими в строительстве и обслуживании и не требовало больших объемов конденсирующейся воды. Эти особенности сделали двигатели одинаково хорошо подходящими для различных промышленных применений. [49]
Как и в случае с автоматизированным заводом, идеи Эванса подверглись резкой критике со стороны других инженеров, в первую очередь некоторых из инженерного сообщества Филадельфии, включая влиятельного Бенджамина Латроба . [50] Так случилось, что корнуоллский инженер Ричард Тревитик ранее разработал почти идентичные идеи в пользу двигателей высокого давления и начал экспериментировать с ними при разработке первых локомотивов , но предполагается, что Эванс не знал о работе Тревитика. [C]
Создавать свои проекты оказалось намного сложнее, чем первоначально предполагал Эванс - имея всего шесть работающих паровых двигателей в Соединенных Штатах в то время и несколько мастерских, имеющих какой-либо опыт их изготовления, Эвансу потребовалась большая часть его сбережений и два года, чтобы получить рабочий пример, представленный публике в 1803 году. [52] Этот первый двигатель приводился в действие цилиндром двойного действия диаметром шесть дюймов и длиной хода поршня восемнадцать дюймов. [53] Многие компоненты, такие как маховик и крейцкопф , были сделаны из дерева для упрощения конструкции. Котел, конструкция которого имела решающее значение для безопасной работы двигателя, состояла из большого медного кожуха, заключенного в деревянные и чугунные кольца для сдерживания давления. [54] Мощность машины составляла примерно пять лошадиных сил . Эта работа была скромной по современным меркам - двигатель низкого давления расположенной поблизости гидротехнической станции производил около двенадцати лошадиных сил. Но его паровая машина была лишь малой частью размера ранее существовавших машин - гидротехническая машина была более чем в двадцать пять раз больше по объему. [53] Эванс представил свой двигатель в своем магазине и заставил его дробить штукатурку Парижа и, что еще более сенсационно, распиливать мраморные плиты . [55] Зрелищность окупилась, и тысячи людей пришли посмотреть на машину в действии, а филадельфийская газета « Аврора» объявила «новую эру в истории паровой машины». [56]
Оруктор Амфиболос
Эванс получил патент на свой новый паровой двигатель в 1804 году и занялся поиском коммерческого применения. Первым из его предложений была Lancaster Turnpike Company . Он предложил построить паровой фургон, способный перевезти 100 бочек муки между Филадельфией и Ланкастером за два дня, что, по его оценке, значительно увеличило бы прибыль по сравнению с эквивалентными пятью фургонами с лошадьми, для которых поездка длилась три дня. Эванс заявил в своем предложении, что «я не сомневаюсь, что мои двигатели будут приводить лодки в движение против течения Миссисипи, а фургоны [ sic ] на дорогах с большой прибылью». [57] Поскольку компания не была уверена в надежности и стоимости технологии, предложение было отклонено. [58]
Несмотря на эту неудачу, в течение года Эванс нашел клиента. Департамент здравоохранения Филадельфии был озабочен проблемой дноуглубительных работ и очистки городских верфей и удаления песчаных отмелей : в 1805 году Эванс убедил их заключить с ним контракт на разработку земснаряда с паровым двигателем. Результатом стал Oruktor Amphibolos , или «Земноводный копатель». Судно состояло из плоскодонной шалфея с цепями для ковшей для сбора грязи и крючками для удаления палок, камней и других препятствий. Питание дноуглубительного оборудования и силовой установки обеспечивалось двигателем Эванса высокого давления. [59] Конечным результатом был корабль длиной около тридцати футов, шириной двенадцать футов и весом около семнадцати тонн. Чтобы переместить эту неуклюжую громаду на берег, а также продемонстрировать свои давние убеждения в возможности наземной паровой транспортировки, Эванс установил корпус на четыре колеса (дважды, поскольку первый комплект рухнул под весом) и подключил к ним двигатель, чтобы ехать на Oruktor из своей мастерской по улицам Филадельфии на пути к реке Шуйлкилл 13 июля 1805 года. [60] Таким образом, считается, что Oruktor Amphibolos был первым автомобилем в Соединенных Штатах. Штаты и первое в мире моторизованное судно-амфибия. [61] [62] Тем не менее, сохранилось очень мало современных отчетов об этом ремесле, и тенденция Эванса преувеличивать его успех в своих собственных анналах затрудняет проверку его работы. Хотя сам Эванс утверждал, что он успешно прошел вокруг Филадельфии (и обогнул гидроузел Филадельфии своего бывшего соперника Бенджамина Латроба), прежде чем спуститься в реку и на скорости грести к гавани Филадельфии ; большой вес корабля сделать землю двигательной установки на основе его ограниченная мощность двигателя и жюри оснастки трансмиссии довольно маловероятной сколько- нибудь значительного расстояния. [63] Точно так же неизвестно, насколько хорошо, если вообще, «Оруктор» функционировал как пароход, и утверждения Эванса по этому поводу значительно разнятся с годами. Тем не менее, известно, что изобретение оказалось неэффективным из-за его якобы предназначения земснаряда, и оно было разобрано по частям Министерством здравоохранения в 1808 году. [63] Тем не менее, идеи Эванса о паровых экипажах не были несбыточной мечтой. [64] Эванс продолжал продвигать эту идею. В 1812 году он опубликовал футуристическое описание мира, связанного сетью судоходных линий, железнодорожных путей и паровозов, точно описав, что произойдет в будущем. задолго до того, как такой потенциал мог быть реализован:
«Придет время, когда люди будут путешествовать поэтапно на паровых машинах из одного города в другой, почти со скоростью полета птиц, пятнадцать или двадцать миль в час» [65]
Итальянская компания по производству автомобильных моделей Brumm изготовила модель этой паровой повозки в масштабе 1/43 в серии Old Fire , состоящей из 8 моделей важных первых паровых машин. Он больше не производится. Он довольно простой, но кажется верным, судя по изображениям оригинала, которые можно найти в Интернете. Редко моделируемый образец автомобиля того периода.
Руководство парового инженера
В середине 1800-х Эванс часто ссорился с коллегами-изобретателями и коллегами-инженерами из-за паровой технологии. [66] Его растущее разочарование привело к преждевременной публикации того, что, как он надеялся, будет эквивалентом его более раннего руководства для мельников - раздраженно озаглавленного «Аборт руководства молодого паровоза» . Руководство парового инженера было значительно короче, чем эта первая книга, и менее структурировано в своем подходе. Треть книги посвящена продолжающемуся спору между Эвансом и Джоном Стивенсом (еще одним выдающимся паровым инженером того времени), большая часть которого ранее публиковалась в журнале The Medical Repository, а теперь Эванс добавил различные дополнительные критические замечания в адрес Стивенса. утверждения. [67] Эванс завершает свою книгу отказом от изобретений и дальнейшей работы над своими проектами, жалуясь на неблагодарность публики и нерентабельность усилий, хотя это окажется лишь одним из многих таких утверждений Эванса в ближайшие годы. . [68] Несмотря на это, «Руководство парового инженера» оказалось популярным произведением, хотя и не в таком масштабе, как его руководство по фрезерованию, однако это была первая книга в Соединенных Штатах, которая сделала доступными для всех идеи и методы паровой инженерии. [69]
Книга начинается с вводного обсуждения принципов работы паровых двигателей и соответствующих физических принципов, а также конструкций паровых двигателей высокого давления Эванса, котлов, винтовых мельниц и т. Д. [70] Эванс разработал аналогичный набор инструментов и таблиц для потенциальных парниковых инженеров, что и для потенциальных фрезеровщиков, например, таблицы с указанием допусков на нагрев и давление различных металлов, инструкции по сборке основных компонентов паровой системы и схемы полезных компонентов, таких как клапаны и котлы. Эванс также использовал книгу, чтобы обосновать безопасность паровых двигателей высокого давления, если они правильно сконструированы, несмотря на то, что к тому времени сам Эванс испытал несколько взрывов котлов в своей мастерской. [71] Однако в его время термодинамика была мало изучена. Таким образом, многие теоретические утверждения Эванса, включая «великий принцип» пара, который он разрабатывает для математического моделирования давления и топлива в паровых двигателях, были в значительной степени ошибочными. Хотя Эванс должен был быть достаточно успешным в разработке паровых двигателей высокого давления (и его конструкции широко использовались), его теоретическое понимание их было ограниченным, и он, как правило, не мог точно предсказать входные и выходные данные своих машин. [72] Руководство также занималось гораздо более широким кругом тем, представляющих интерес для Эванса, включая сборник изобретений других авторов, которые он считал достойными дальнейшего распространения, таких как соломорезка и пресс для муки, разработанные его братом Эваном. , а также гужевой скрепер и землерой, изобретенный Гершомом Джонсоном. [73] Эванс также использовал возможность для поощрения государственной поддержки исследований:
"Если бы правительство, за счет неопределенности, нанимало изобретательных людей во всех областях искусства и науки, чтобы с осторожностью проводить каждый эксперимент, который может привести к расширению наших знаний о принципах, тщательно записывая эксперименты и результаты, чтобы они могли быть полностью полагаясь на и предоставляя читателям возможность делать свои собственные выводы, деньги были бы хорошо потрачены, поскольку они имели бы тенденцию в значительной степени способствовать прогрессу в развитии искусств и наук ». [74]
Это предположение возникло из наблюдения, что многие инженеры полагались на основные принципы физики и механики в своей работе, и все же это часто требовало, чтобы изобретатели и инженеры также становились учеными, чтобы получать экспериментальные данные - то, что они редко имели квалификацию или ресурсы. делать. За исключением государственного финансирования таких исследований, Эванс также попытался создать вслед за Руководством парового инженера то, что он назвал `` Экспериментальной компанией '', который стал бы частным исследовательским консорциумом для проведения надежных экспериментов и сбора данных в интересах подписанных участников. . [61] Предприятие провалилось, и Эванс не смог найти платящих акционеров, чтобы запустить его, возможно, из-за того, что Эванс посвятил новое предприятие разработке паровоза собственной конструкции. [75] Институт Франклина будет основан в Филадельфии через несколько лет после смерти Эванса на тех же принципах. [76]
Холодильное оборудование
Несмотря на неполное понимание лежащих в их основе принципов, в некотором смысле размышления Эванса о потенциале паровых двигателей снова опередили свое время. В приписке к «Руководству парового инженера» Эванс отметил, что создание вакуума в воде снижает ее точку кипения и охлаждает. Далее он заметил, что вакуум будет иметь такое же влияние на эфир , и получающееся охлаждение должно быть достаточным для образования льда. Далее он описал поршневой вакуумный насос для создания этого эффекта, а также показал, что цилиндр сжатия или такт сжатия вакуумного насоса должен выделять тепло в конденсаторе . [67] Таким образом, Эванс создал первую детальную и теоретически согласованную конструкцию парокомпрессионного холодильника , определив все основные компоненты (детандер, охлаждающий змеевик, компрессор и конденсатор) холодильного цикла, в результате чего некоторые считают его «дедушкой». холодильного оборудования ». [77] Хотя Эванс никогда не разрабатывал работающую модель своих проектов, и нет никаких доказательств того, что он когда-либо пытался это сделать, Эванс в своей более поздней жизни работал и активно сотрудничал с другим изобретателем Джейкобом Перкинсом над паровыми двигателями и потенциалом охлаждения. [78] Перкинс позже разработал и построил холодильное устройство, на которое он получил патенты в 1834–1835 годах, используя те же принципы, которые первоначально были предложены Эвансом. [79]
Марс Работы, 1806–1812 гг.
По его мнению, усовершенствовав многие из своих идей и проектов для паровых двигателей, Эванс снова обратил свое внимание на коммерческое распространение своих изобретений. Его первые паровые машины были сконструированы на специальной основе, часто с использованием подручных инструментов и рабочих, и он в значительной степени полагался на кузнецов и другие металлообрабатывающие мастерские в Филадельфии, не имея большого опыта в более точных металлических работах, необходимых для создания пара. двигатели. [80] В частности, Эванс вскоре понял, что в отличие от его фрезерных станков по дереву и коже ему потребуются специальные навыки, точные инструменты и большой литейный завод , чтобы строить паровые машины на коммерческой основе. Таким образом, Эванс построил Mars Works на большом участке в нескольких кварталах к северу от своего магазина в Филадельфии. [81] Выбор имени в честь римского бога войны , как полагают, был вдохновляющим и вызовом для Литейного завода Сохо недалеко от Бирмингема в Соединенном Королевстве, известного производством двигателей Watt и Boulton . [82] [83] Действительно, завершенный Mars Works был одним из крупнейших и наиболее оснащенных предприятий такого рода в Соединенных Штатах - по современным оценкам, в нем были литейный цех, мастерская по изготовлению форм , кузнечные мастерские, производитель жерновов, паровая машина. завод и собственная большая паровая машина для измельчения материалов и обработки кованого железа . На заводе Mars Works, насчитывающем более тридцати пяти сотрудников, производился широкий спектр продукции, начиная от работающих паровых двигателей и заканчивая чугунной арматурой, а также фрезерными и сельскохозяйственными машинами для уже хорошо зарекомендовавших себя сельскохозяйственных клиентов. [84] Одних заказов на паровые машины оказалось недостаточно, чтобы покрыть огромные бизнес-расходы; поэтому завод приобрел большой опыт в производстве всех видов тяжелой техники, что способствовало превращению Филадельфии в ведущий центр такой работы в 19 веке. [85] Действительно, завод даже получил военные заказы на отливку морских пушек во время войны 1812 года . [86] Эванс также проявил большой новаторский подход в разработке решений для паровой энергетики для своих клиентов. В одном примере, когда Mars Works было поручено построить двигатели для фабрик по переработке шерсти в Мидлтауне, Коннектикут , Эванс спроектировал сеть сопутствующих труб с радиаторами для обогрева фабрики выхлопными газами двигателя. [87]
Хотя нет никаких записей о конструкции первых паровых двигателей, производимых Mars Works, самая известная конструкция двигателя Эванса появилась примерно в 1812 году. Названный колумбийским двигателем как патриотический жест, он оказался наиболее продвинутым и успешным паровым двигателем. дизайн, созданный Эвансом - он применил свой теперь уже обширный опыт в проектировании и строительстве паровых двигателей высокого давления. [88] Этот горизонтально ориентированный двигатель позволял коленчатому валу и поршневому штоку тесно взаимодействовать на одном конце машины, что уменьшало потребность в тяжелой рабочей балке, которая требуется для обычных двигателей. Сам поршневой шток оставался работать по прямой линии, в то время как новый тип рычажного механизма, в котором два набора поворотных стержней направляли движения рабочего стержня. Эта связь до сих пор известна как прямолинейная связь Эванса, хотя через несколько лет ее заменили более точные прямолинейные механизмы . [89] Колумбийская была также кульминация кузнечика стиле парового двигателя. Усовершенствованные конструкции, такие как колумбийский, привели к популяризации стиля кузнечика и его широкому использованию в ряде приложений. [90] В 1813 году он принял решение ввести конденсатор в колумбийскую конструкцию. Это значительно снизило эксплуатационные расходы двигателя, и в этот момент его двигатели были такими же эффективными и мощными, как конструкции Ватт-Бултона с низким давлением, но гораздо дешевле в сборке и меньше по размеру. [91] В течение года 27 колумбийских двигателей эксплуатировались или строились в самых разных областях - от лесопиления и измельчения зерна до производства бумаги, проволоки и шерсти. [92]
Питтсбургская паровозостроительная компания
По мере роста репутации Mars Works рос и спрос на ее продукцию. Через несколько лет Mars Works начал экспортировать свои двигатели вглубь страны. Сын Оливера Эванса Джордж был первым таким заказчиком, переехавшим в Питтсбург в 1809 году, чтобы управлять Питтсбургской паровой мукомольной фабрикой. Джордж и завод пользовались большим успехом и вызвали большой интерес к двигателям Эванса во всем интерьере. [93] Однако экспорт двигателей в западную Пенсильванию, Кентукки или Огайо был сложным и дорогостоящим с точки зрения логистики. В 1811 году Эванс и Джордж, а также еще один успешный паровой мельник и инженер Лютер Стивенс основали компанию Pittsburgh Steam Engine Company , которая, как и Mars Works, помимо двигателей, производила тяжелое оборудование и отливки в Питтсбурге, штат Пенсильвания . [94] [82] С высоким спросом на промышленную продукцию и относительно небольшими производственными мощностями Питтсбургский завод добавил в свой репертуар мощности по изготовлению изделий из латуни , а также по производству более тонких изделий для бытовых нужд, таких как петли и фурнитура. [87]
Расположение завода в Питтсбурге в водоразделе реки Миссисипи сыграло важную роль в разработке паровых двигателей высокого давления для использования в пароходах, и новая компания начала продвигать свои двигатели для речного транспорта. Эванс давно верил в использование паровых двигателей в морских целях. В своей книге 1805 года Эванс заявил:
«Судоходство по реке Миссисипи с помощью паровых двигателей на изложенных здесь принципах в течение многих лет было излюбленным предметом автора и одним из самых заветных желаний его сердца» [95]
Эванс давно был знаком с Джоном Фитчем , первым, кто построил пароход в Соединенных Штатах, и они вместе работали над паровыми проектами. [96] Oruktor Amphibolos была одинокая попытка Эванса на создание его собственный пароход с двигателем высокого давления и сам Эванс часто расплывчат в оценке своих возможностей. Тем не менее, Роберт Фултон добился успеха с пароходом North River Steamboat на реке Гудзон в 1807 году, и после этого пароходы стали реальностью. Хотя он использовал двигатели низкого давления, в 1812 году Фултон связался с Эвансом по поводу возможности использования двигателей Эванса, хотя эта переписка не привела к реализации каких-либо проектов Эванса для пароходов Фултона. [97] Миссисипи и притоки испытывали гораздо более сильные токи , чем восточные аналоги, и пароходы низкого давления не хватало мощности , чтобы противодействовать этим. « Энтерпрайз» был первым жизнеспособным пароходом, курсирующим по этим рекам, и его конструктор Даниэль Френч использовал для этой цели адаптированный двигатель Эванса. Двигатели высокого давления стали стандартом на Миссисипи, хотя относительно немногие из них были фактически построены Питтсбургскими заводами, поскольку патент Эванса на двигатели высокого давления не получил широкого применения, и на Миссисипи открылось множество других моторных цехов, которые свободно адаптировали Эванс. 'конструкции для собственных целей. [98] [99]
Известные примеры речных пароходов, построенных Pittsburgh and Mars Works, включают Franklin , Aetna и Pennsylvania . Другой, названный Оливером Эвансом, но переименованный его потенциальными владельцами в « Конституцию », погиб вместе с одиннадцатью членами экипажа, когда его котел взорвался недалеко от Пойнт-Купи, штат Луизиана . [100] Эванс был глубоко обеспокоен этой новостью, хотя он защищал безопасность двигателей высокого давления и назвал любые взрывы крайне редкими случаями. [101]
Патентные битвы
Эванс много раз сражался за защиту своей интеллектуальной собственности на протяжении своей карьеры, но наиболее упорно добивался этого в последние годы. Его первые и самые успешные патенты, касающиеся мукомольного производства, оказалось наиболее проблематичным для защиты, и битвы Эванса оказались влиятельными в создании прецедента для недавно созданной области федерального патентного права. Его первоначальный патент на его автоматизированную мукомольную мельницу истек в январе 1805 года, но Эванс считал, что четырнадцатилетний срок действия патента был слишком коротким, и обратился в Конгресс с ходатайством о его продлении. [102] В январе 1808 года был принят Акт об оказании помощи Оливеру Эвансу, подписанный президентом Джефферсоном, давним поклонником творчества Эванса. Закон предпринял экстраординарный шаг, вернув Эвансу истекший патент и предоставив ему еще четырнадцатилетний срок - Эванс был рад, но этот шаг оказался весьма проблематичным, особенно в отношении тех, кто реализовал разработки Эванса в промежуточный трехлетний период между патентами. сроки, поскольку многие мукомольные предприятия ждали истечения срока действия патента Эванса, прежде чем модернизировать свои заводы. [103]
Эванс и его агенты начали агрессивный сбор гонораров с тех, кто использовал его разработки. Кроме того, Эванс значительно повысил лицензионные сборы за использование своей запатентованной технологии, предъявив иски о вымогательстве со стороны тех, кого просили заплатить, и очень многие дела заканчивались в суде. [104] Закон 1808 г. возместил ущерб тем, кто использовал технологии Эванса с 1805 по 1808 г., но не уточнил, было ли это возмещение бессрочным (как утверждали ответчики) или только на три года (как утверждал Эванс). [105] Эванс на этом этапе своей жизни также заработал себе плохую репутацию среди мукомольного сообщества, а его грубое и часто мелкое стремление к патентным правам усилило сопротивление. В нескольких крупных судебных делах ставился под вопрос, были ли законы о расширении частных патентов таким образом даже конституционными, но Эванс в конечном итоге победил в каждом случае. [106]
Самая ожесточенная судебная тяжба началась в 1809 году. Эванс подал в суд на Самуэля Робинсона - мельника из Балтимора, который использовал усовершенствования Эванса без лицензии для производства очень скромного количества муки - о возмещении ущерба в размере 2500 долларов. Эта сумма была сочтена многими неоправданно высокой и суровой, и действия Эванса сплотили сообщество Балтимора против него, и когда дело наконец было рассмотрено в 1812 году, многие выступили в поддержку подсудимого. [107] Хулители Эванса представили доказательства и свидетелей на суде, чтобы выдвинуть аргумент, что Эванс на самом деле не изобретал многое из того, что защищали его патенты. Хотя хоппер-мальчик, несомненно, был оригинальным, использование цепных ковшей и архимедовых винтов использовалось с древних времен, и Эванс только изменил некоторые из их функций и адаптировал их для использования в контексте фрезерования. Томас Джефферсон, ныне вышедший на пенсию, принимал участие в дебатах в письмах к Эвансу и его противникам, подвергая сомнению философию патентного права и то, что на самом деле определяло понятия «изобретение» и «машину» (и в некоторой степени обоснованность его притязаний), но в конечном итоге отстоял цель патентного права, которая заключалась в стимулировании инноваций путем вознаграждения изобретателей за их разработку и совместное использование новых технологий. И Джефферсон отметил, что, хотя конструкции Эванса состояли из устройств, которые существовали уже давно, каждый имел доступ к ним, и тем не менее только Эванс подумал о том, чтобы модифицировать и использовать их вместе для создания автоматической мельницы. [108] В конечном итоге присяжные приняли решение в пользу Эванса, но это была пиррова победа, поскольку Эванс поставил большую часть мукомольного сообщества в офсайд и в конечном итоге уменьшил свой иск против Робинсона до 1000 долларов. [109] В ответ известный критик Эванса Исаак Макферсон после судебного разбирательства подал в Конгресс документ под названием « Мемориал Конгрессу разнородных граждан США, молясь о спасении от репрессивных действий по патенту Оливера Эванса» , [110] стремясь ограничить компенсацию, которую Эванс мог потребовать за использование своего патента или чтобы Конгресс полностью аннулировал его. Хотя Сенат разработал законопроект, который отменяет некоторые патентные права Эванса, он не прошел, и он продолжал энергично добиваться своих патентных сборов. [111] Только после принятия Закона о патентах 1836 года многие из этих вопросов, включая то, что составляет оригинальность в контексте патента, не будут рассмотрены. [112]
Более поздняя жизнь и смерть, 1812–1819 гг.
Хотя Эванс всегда страдал от приступов депрессии, и горечь по отношению к тем, кто, по его мнению, не ценила его изобретения, такие чувства, казалось, достигли пика в его более поздние годы. Во время одной из его многочисленных юридических битв в 1809 году комментарии председательствующего судьи вызвали у Эванса особую ярость, в которой он резко сжег многие схемы и документы, касающиеся его изобретений, как предыдущих, так и будущих. Эванс заявил тогда, что изобретение привело только к душевной боли, разочарованию и недооценке; и посвятил себя бизнесу и материальному приобретению ради своей семьи. [113] В конечном итоге то, что было сожжено, представляет собой лишь небольшую часть того, что осталось от Эванса, и он продолжал проявлять интерес к изобретениям, но тон дальнейшей жизни Эванса, несомненно, был настроен враждебно и разочарованно. [114]
Эванс постепенно отошел от работы своих мастерских: его сын Джордж руководил производством в Питтсбурге, а его зятья Джеймс Раш и Джон Мюленберг также работали в Филадельфии. Mars Works к тому времени уже была учреждена и получала престижные заказы, такие как двигатели для Филадельфийского монетного двора в 1816 году. [115] Записи указывают на то, что Mars Works выпустит более сотни паровых двигателей к моменту смерти Эванса. [62] Выйдя на пенсию, Эванс все больше увлекался погашением своих патентных сборов с тех, кто использовал его технологию, что теперь стало широко распространенным. В 1817 году он заявил, что его время «полностью поглощено судебными процессами». [116] Эванс стал несколько одержим и принял менталитет осадного, написав для своих многочисленных юристов (на его пике у него было пятнадцать человек, работающих над различными делами в Соединенных Штатах) свою последнюю работу, известную как Оливер Эванс своему адвокату: Кто занимаются защитой его патентных прав за усовершенствования, которые он изобрел: краткий отчет о двух из восьмидесяти его изобретений, их росте и прогрессе, несмотря на все возражения и трудности, и двух его патентах с пояснениями . [117] Эванс предпринял поездку в отдаленные районы страны, чтобы найти преступников. Во время поездки в Вермонт Эванс посетил различные предприятия, а затем незамедлительно нанял там юриста, который выдвинул обвинения против двадцати двух из них в предполагаемых нарушениях его патентных прав. [118]
В последние годы своей жизни Эванс составил список всех своих изобретений, которые были утеряны - всего восемьдесят, как указано в названии его последней публикации, адресованной его адвокатам. Некоторые из его незавершенных идей, которые известны, включают схему газового освещения городов в США, средство для подъема затонувших кораблей, пулемет, самосмазывающийся подшипник вала , различные типы переключения передач для паровых вагонов, тесто. -месильная машина и вечная печь для выпечки. В одном из предложений 1814 года, когда британский флот угрожал Вашингтону, округ Колумбия, во время войны 1812 года, Эванс рискнул построить фрегат с паровой тягой , но этот план далеко не продвинулся. [119]
В 1816 году его жена Сара умерла, хотя причина этого не зафиксирована. Два года спустя, в апреле 1818 года, Эванс снова женился на Хетти Уорд, которая была на много лет младше его и дочерью трактирщика в Нью-Йорке. В последние годы Эванс жил в Нью-Йорке со своей новой женой. [120] В начале 1819 года у Эванса развилось воспаление легких, и после месяца болезни он умер 15 апреля 1819 года. [121] Всего за четыре дня до этого, 11 апреля, в Нью-Йорке до него дошли новости о том, что Mars Works в Филадельфии сгорел, хотя его зятья намеревались восстановить бизнес и сделали это за пределами города. Эванс был похоронен в епископальной церкви Сион на Манхэттене , но когда эта церковь была продана, его тело несколько раз перемещали, пока, наконец, в 1890 году он не упокоился в безымянной братской могиле на Тринити-кладбище на Бродвее на 157-й улице в Нью-Йорке. [122]
Наследие
Несомненно, вклад Эванса в фрезерование был значительным и наиболее быстро принятым. За время его жизни в американском фрезеровании произошла революция, и его конструкции позволили строить фабрики в промышленных масштабах с гораздо большей эффективностью. Теперь, когда предприятие стало более прибыльным, количество заводов в Соединенных Штатах резко увеличилось. [123] Цена на муку значительно упала, доступность увеличилась, а автоматизированные процессы сушки и завинчивания повысили качество и тонкость муки. В свою очередь, это привело к значительному сдвигу в производстве хлеба - более дешевая и качественная мука снизила стоимость производства хлеба [124], и в течение одного поколения большая часть потребления хлеба сместилась с домашнего приготовления на покупное. [125] Революция была еще более масштабной в Европе, где так называемая « американская система » была быстро принята мукомольной промышленностью и вызвала значительный рост производства продуктов питания, что крайне необходимо в период почти непрерывных войн на рубеже веков. 18 век. [126]
Хотя некоторые ключевые элементы конструкции Эванса, такие как ковшовые элеваторы и архимедовы винты, были просто модифицированы, а не изобретены им, объединение многих машин в автоматизированную непрерывную производственную линию было уникальной идеей, которая оказалась решающей как для промышленной революции. и развитие массового производства. Научные и технические историки теперь обычно считают Эванса первым в ряду промышленников, кульминацией которого стал Генри Форд и современная сборочная линия. [127] [128] Его концепция промышленной автоматизации намного опередила свое время, и сдвиг парадигмы в производстве к этой концепции потребует более века, чтобы полностью ее реализовать. Однако непрерывное непрерывное производство распространилось от мельничных конструкций Эванса сначала на смежные отрасли, такие как пивоварение и выпечка, а затем, в конечном итоге, на широкий спектр продуктов, по мере того, как технологии и преобладающее мнение догнали. Позже вклад Эванса был признан настолько важным, что выдающийся промышленный историк Зигфрид Гидион пришел к выводу, что в этом отношении Эванс «открывает новую главу в истории человечества». [129]
Восстановленный Эванс Миллс |
---|
Colvin Run Mill в округе Фэрфакс, штат Вирджиния |
Мельница Киф-Мумбауэр в округе Монтгомери, штат Пенсильвания |
Ньюлин Милл в округе Делавэр, штат Пенсильвания |
Пирс Милл в Вашингтоне, округ Колумбия |
Сахарная голова в округе Огаста, штат Вирджиния |
Мельница Вашингтона в округе Фэрфакс, штат Вирджиния |
Йейтс Милл в округе Уэйк, Северная Каролина |
Вклад Эванса в создание пара не был таким новаторским, как его более ранние работы по фрезерованию, но он сыграл решающую роль, изобретя и распространяя паровой двигатель высокого давления в Соединенных Штатах. Двигатели Эванса, особенно колумбийские, оказали большое влияние на первые паросиловые приложения в Соединенных Штатах (особенно на развитие пароходов и промышленных процессов с паровой тягой). [130] Тем не менее, Эванс снова оказался на опережение со многими своими идеями, и его смерть во время зарождения Steam в Соединенных Штатах означала, что пройдет некоторое время, прежде чем многие из его идей будут реализованы. [131] Например, несмотря на то, что они являются ведущими защитниками двигателей высокого давления, только в 1830-х годах такие двигатели окончательно вытеснили конструкции с низким давлением. [132] И мечта Эванса о паровой повозке, несмотря на смелую попытку создания « Оруктор Амфиболо» , получила широкое распространение лишь позже. И в отличие от своих более ранних работ, Эванс был лишь одним из многих блестящих умов в области паровых технологий. Другой изобретатель, Ричард Тревитик , работающий совершенно независимо от Эванса, разработает двигатель высокого давления, который сделает эту мечту возможной. [133]
И все же, несмотря на его внушительный послужной список и несомненную важность в истории технологий, имя Эванса так и не стало нарицательным. В этом отношении Эванс был злейшим врагом самого себя. На него глубоко повлияло кажущееся отсутствие признания и признательности со стороны сверстников за его работу, и его приступы депрессии заставляли его действовать в крайнем случае, преждевременно прекращая проекты и давая клятву отказаться от изобретений много раз в течение его жизни. . [134] Со временем эти чувства превратились в горечь и месть по отношению к тем, кто критиковал или сомневался в нем, и привели к тому, что он стал печально известным напыщенным и воинственным, часто превозносящим его достижения и яростно осуждающим критику (например, дикие преувеличения в отношении успеха организации). Оруктор Амфиболос в конце жизни). [63] Хотя его неустанное стремление к патентным правам действительно заставляло людей платить ему должное, этот процесс сильно подорвал его репутацию и нажил много врагов. Ведущий торговец Филадельфии резюмировал это в 1802 году, заявив, что «немногие, если вообще какие-либо [мельники] склонны отдавать должное напыщенному болвану Оливеру Эвансу за изобретение каких-либо полезных приспособлений в мукомольной промышленности, на которые он теперь имеет патенты». [114]
И все же, несмотря на свои страдания и вес своих недоброжелателей, Эванс упорно продолжал преследовать свои идеи, и это качество, по мнению Эванса, в конечном итоге приведет к его победе. Французский переводчик «Руководства молодого парового инженера» согласился, заключив, что «потомки поместят его имя среди тех, кто наиболее известен своими выдающимися заслугами перед своей страной и человечеством». [135]
Рекомендации
Заметки
- ^ Эванс позже напишет в длину на его дизайн видение: "[Машины] выполняют все необходимые перемещения зерна и муки, с одной стороны мельницы к другому и от одной машины к другой, через все различные операции, с того момента, когда зерно будет выгружено из вагонного мешка ... до полного превращения в муку ... без помощи ручного труда, за исключением приведения в движение различных машин ". [16]
- ^ Большая группа заинтересованных мельников стояла в изумлении, наблюдая за работой полностью автоматизированной мельницы, и один из них в конце концов воскликнул: «Это не годится! [26]
- ^ «В котле Тревитика питательная вода нагревалась выхлопным паром, что, по мнению некоторых, было заимствовано у Эванса, но не было представлено никаких доказательств того, что корнуоллский инженер слышал о предшествующем американском изобретении. Таким образом, мы заключаем, что это было так. оригинал с Тревитиком, но он не был первым изобретателем ». [51]
Цитаты
- ^ Фергюсон , стр. 11.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 2.
- ^ a b c Фергюсон , стр. 12.
- ^ Хау , стр. 68.
- ^ Томсон , стр. 29.
- ^ Kittredge , стр. 13-15.
- ^ Кэри , стр. 114.
- ^ Кэри , стр. 114-115.
- Перейти ↑ Maynard, W. Barksdale (2015). Брендивайн: интимный портрет . Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета. С. 69–90. ISBN 978-0-8122-4677-3.
- ^ Шторк и Тиг , Ch.12.
- ^ Смит , стр. 6.
- ^ Хазен, Теодор. «Автоматизация мукомольного производства в Америке» . Пруд с лилиями . Проверено 15 апреля 2014 года .
- Перейти ↑ Klein , pp. 32-33.
- ^ Фергюсон , стр. 19.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 19–20.
- Перейти ↑ Evans 1805 , p. 204.
- ^ Jacobson, Howard B .; Джозеф С. Руик (1959). Автоматика и общество . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Философская библиотека. п. 8 .
- ^ Хауншелл, Дэвид А. (1984), От американской системы к массовому производству, 1800–1932: Развитие производственных технологий в Соединенных Штатах , Балтимор, Мэриленд: Johns Hopkins University Press, ISBN 978-0-8018-2975-8, LCCN 83016269 , OCLC 1104810110
- ^ Хобсбаум , стр. 154.
- Перейти ↑ Carnes , pp. 77–80.
- ^ Фергюсон , стр. 22.
- ^ Латимер , стр. 210.
- ^ Латимер , стр. 207-217.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 20-21.
- ^ Хау , стр. 73.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 23.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 25–26.
- ^ Смит , стр. 8.
- ^ Фергюсон , стр. 27.
- Перейти ↑ Ferguson & Baer , p. 6.
- ^ Кэри, Мэтью (1792). Американский музей . 12 (май): 225–226. Отсутствует или пусто
|title=
( справка ) - ^ «Обзор мельницы» . Женская ассоциация Маунт-Вернон. Архивировано из оригинального 22 марта 2014 года . Проверено 6 апреля 2014 года .
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 25-28.
- ^ Фергюсон , стр. 30.
- Перейти ↑ Evans 1795 , p. 75.
- Перейти ↑ Evans 1795 , p. 115.
- ^ Томсон , стр. 166.
- ^ Crèvecoeur, Мишель GJ (1801). Путешествия восемнадцатого века по Пенсильвании и Нью-Йорку, Vol. 1 . Париж: Imprimerie de Crapelet. п. 377.
- ^ Фергюсон , стр. 33.
- ^ Фергюсон , стр. 35.
- ^ Томсон , стр. 169.
- ↑ Дикинсон , стр. 93–94.
- ^ Муссон, Альберт Эдвард; Робинсон, Эрик (1969). Наука и технологии в промышленной революции . Манчестер, Великобритания: Издательство Манчестерского университета. п. 72.
- Перейти ↑ Evans 1805 , p. 95.
- ^ Фергюсон , стр. 36.
- ^ Эванс, Бакленд и Лефер , стр. 37-40.
- ^ Эванс, Бакленд и Лефер , стр. 37.
- ^ Томсон , стр. 34.
- ^ Хантер, Луи С. (1985). История промышленной энергетики в Соединенных Штатах, 1730–1930, Vol. 2: Сила пара . Шарлоттсвилль, Вирджиния: Университет Вирджинии Пресс .
- ^ Хау , стр. 75.
- ^ «Романс паровоза». Scientific American . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Манн и Ко. 4 (18): 277. 4 мая 1861 г. DOI : 10.1038 / Scientificamerican05041861-277 .https://archive.org/details/scientific-american-1861-05-04
- ^ Дикинсон , стр. 94.
- ^ a b Фергюсон , стр. 37.
- ↑ Дикинсон , стр. 94–95.
- ↑ Howe , pp. 75–76.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 68-69.
- ^ Купайтесь & Купайтесь , стр. 98.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 98-99.
- ^ Фергюсон , стр. 41.
- ^ Larson , Ch.7.
- ^ a b Evans, Buckland & Lefer , стр. 38.
- ^ a b Кэри , стр. 115.
- ^ а б в Любар, Стив (весна 2006 г.). "Был ли это первый в Америке пароход, локомотив и автомобиль?" . Журнал "Изобретения и технологии" . AmericanHeritage.com. 21 (4) . Проверено 6 апреля 2014 .
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 109-112.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 63–64.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 42–43.
- ^ а б Эванс 1805 , Приложение.
- Перейти ↑ Evans 1805 , pp. 138–139.
- ^ Атак, Bateman & Weiss , стр. 286.
- ^ Evans 1805 , Ch.12-18.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 140-142.
- ^ Фергюсон , стр. 44.
- ^ Фергюсон , стр. 43.
- Перейти ↑ Evans 1805 , p. 139.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 100.
- ^ Синклер, Брюс (1974). Философская механика Филадельфии: история института Франклина . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса . С. 142–144.
- ^ Бэнкс, Дэвид (2008). Введение в термогеологию: нагревание и охлаждение подземных источников . Оксфорд, Великобритания: Блэквелл. п. 120 . ISBN 978-1-4051-7061-1.
- ^ Бат, Гревиль; Купайся, Дороти (1943). Джейкоб Перкинс: его изобретения, его времена и его современники . Филадельфия, Пенсильвания: Историческое общество Пенсильвании . С. 64–65.
- ^ Шахтман, Том (2000). Абсолютный ноль и покорение холода (1-е изд. Mariner Books). Бостон, Массачусетс: Houghton Mifflin Co., стр. 61. ISBN 0-618-08239-5.
- ^ Фергюсон , стр. 45.
- Перейти ↑ Thomson , pp. 34–35.
- ^ a b Мейер , стр. 44.
- Перейти ↑ Klein , p. 36.
- ^ Уилсон, Томас (1823). Изображение Филадельфии за 1824 год: содержит "Изображение Филадельфии за 1811 год . Филадельфия, Пенсильвания: Томас-Таун", стр. 76.
- Перейти ↑ Meyer , pp. 44–45.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 172-173.
- ^ a b Фергюсон , стр. 47.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 47–48.
- ^ Фергюсон, Юджин С. (1962). «Кинематика механизмов из времени Ватта». Материалы Историко-технического музея (228): 200–202.
- ^ Кирби , стр. 173.
- ^ Хэлси , стр. 737-738.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 207.
- ↑ Бак и Бак , стр. 316.
- ^ Латроб, Бенджамин Генри ; Ван Хорн, Джон К.; Формуолт, Ли В. (1984–1988). Переписка и разные документы Бенджамина Генри Латроба . Историческое общество Мэриленда. Нью-Хейвен: издательство Йельского университета. п. 513.
- Перейти ↑ Evans 1805 , p. vi.
- ^ Весткотт, Томпсон (1857). Жизнь Джона Фитча: изобретатель парохода . Филадельфия, Пенсильвания: Дж. Б. Липпинкотт. С. 363–385.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 184-186.
- ^ Фергюсон , стр. 51.
- ↑ Бак и Бак , стр. 316–317.
- ^ Терстон, Джордж Х. (1857). Питтсбург как есть . Питтсбург, Пенсильвания: WS Haven. п. 72 .
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 242.
- ^ Очоа , стр. 61.
- ↑ Очоа , стр. 61–62.
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 52–53.
- ^ Очоа , стр. 62.
- ↑ Очоа , стр. 62–64.
- ^ Фергюсон , стр. 54.
- ^ см. Мацуура, Джеффри Х. (2012). Джефферсон против патентных троллей: популистское видение прав интеллектуальной собственности . Шарлоттсвилль, Вирджиния: Университет Вирджинии Пресс.
- ^ Фергюсон , стр. 56.
- ^ Макферсон, Исаак (28 декабря 1813 г.). «Мемориал Конгрессу разных граждан Соединенных Штатов, молящийся о спасении от репрессивных действий патента Оливера Эванса» . Еженедельный регистр Найлза . Проверено 9 апреля 2014 года .
- Перейти ↑ Ferguson , pp. 58-59.
- ^ Федерико , стр. 586.
- ^ Купайтесь и Купайтесь , стр. 154.
- ^ a b Фергюсон , стр. 53.
- ^ Джордж, Алиса Л. (2003). Старый город Филадельфии: колыбель американской демократии . Маунт Плезант, Южная Каролина: Издательство Аркадия. п. 110. ISBN 0-7385-2445-X.
- Перейти ↑ Evans 1817 , p. 46.
- Перейти ↑ Evans 1813 .
- ^ Фергюсон , стр. 59.
- ^ Фергюсон , стр. 60.
- ^ Фергюсон , стр. 62.
- ^ Хау , стр. 82.
- ^ Оливер Эванс место захоронения Архивировано 2007-11-11 в Wayback Machine «15 апреля 1819: Оливер Эванс, Delaware изобретатель, умер в НьюЙорке и был похоронен в Сионской епископальной церкви возле Бауэрите на нижнем Манхэттене.» Доступ 11 мая 2008 г.
- Перейти ↑ Smith , pp. 8–9.
- ↑ Сторк и Тиг , стр. 171.
- ^ Левенштейн, Харви А. (1988). Революция за столом: преобразование американской диеты . Издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. п. 22 .
- Перейти ↑ Smith , pp. 9–10.
- ^ Burlingame , гл.1.
- ^ Хауншелл, Дэвид (1985). От американской системы к массовому производству, 1800–1932: Развитие производственных технологий в Соединенных Штатах . Балтимор, Мэриленд: Университет Джона Хопкинса. С. 10–11 . ISBN 0-8018-3158-X.
- ^ Гидион, Зигфрид (1948). Механизация берет верх: вклад в анонимную историю . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 79–86 .
- Перейти ↑ Carnes , p. 82.
- ^ Атак, Bateman & Weiss , стр. 286-287.
- Перейти ↑ Halsey , p. 739.
- ^ «Романс паровоза». Scientific American . 4 (22): 277. 4 мая 1861 г. DOI : 10.1038 / scientificamerican05041861-277 .
- Перейти ↑ Gies , pp. 5–6.
- ^ Гис , стр. 6.
Источники
Работы Эванса
- Эванс, Оливер (1795). Молодой Милл-Райт и Путеводитель Миллера . Филадельфия, Пенсильвания: Оливер Эванс.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
- Эванс, Оливер (1805). Справочник молодого паровщика "Аборт" . Филадельфия, Пенсильвания: Фрай и Каммерер.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
- Эванс, Оливер (1813). Разоблачено подавление патентных прав; Или «Кнавери обнаружен». В обращении к объединению всех хороших людей для отмены патентных законов . Филадельфия, Пенсильвания: Р. Фолуэлл и Г. Оллчин.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
- Эванс, Оливер (1817). Оливер Эванс своему адвокату: Кто занимается защитой его патентных прав, за усовершенствования, которые он изобрел: краткое изложение двух из восьмидесяти его изобретений, их роста и прогресса, несмотря на все возражения и трудности, и двух его патентов с пояснениями . Филадельфия, Пенсильвания: Оливер Эванс.CS1 maint: ref дублирует значение по умолчанию ( ссылка )
Биографии
- Купайся, Гревиль; Купайся, Дороти (1935). Оливер Эванс: Хроника ранней американской инженерии . Филадельфия, Пенсильвания: Историческое общество Пенсильвании.
- Фергюсон, Юджин С. (1980). Оливер Эванс: изобретательный гений американской промышленной революции . Уилмингтон, Делавэр: Элевтерский фонд Миллса-Хэгли. ISBN 0-914650-18-1.
- Хау, Генри (1840). Мемуары самых выдающихся американских механиков: а также жизни выдающихся европейских механиков вместе с сборником анекдотов, описаний и т . Д. Нью-Йорк, Нью-Йорк: У. Ф. Пекхэм.
Общие истории
- Бак, Солон Дж .; Бак, Элизабет (1976). Зарождение цивилизации в Западной Пенсильвании . Питтсбург, Пенсильвания: Университет Питтсбурга Press. ISBN 0-8229-5202-5.
- Бурлингейм, Роджер (1955). Машины, которые построили Америку, от автоматических мукомольных заводов Оливера Эванса до системы массового производства Генри Форда . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Перстень.
- Кэри, Чарльз В. (2009). Американские изобретатели, предприниматели и провидцы . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: факты в файле. ISBN 978-0-8160-4559-4.
- Карнес, Марк К. (2003). Невидимые гиганты: пятьдесят американцев, которые сформировали нацию, но пропустили книги по истории . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 1-4223-5615-9.
- Дикинсон, Генри В. (2011). Краткая история парового двигателя . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-108-01228-7.
- Эванс, Гарольд; Бакленд, Гейл; Лефер, Дэвид (2006). Они создали Америку: от паровой машины к поисковой системе: два века новаторов . Бостон, Массачусетс: Книги Бэк-Бэй. ISBN 0-316-01385-4.
- Фергюсон, Юджин С .; Баер, Кристофер (1979). Маленькие машины: патентные модели в девятнадцатом веке . Гринвилл, Делавэр: Музей Хэгли.
- Годдард, Дуайт (1906). Выдающиеся инженеры . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Компания Дерри-Коллард.
- Хобсбаум, Эрик Дж. (1999). Промышленность и империя: с 1750 года по настоящее время . Лондон, Великобритания: Пингвин. ISBN 0-14-013749-1.
- Кирби, Ричард С. (1990). Инженерия в истории . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-26412-2.
- Киттредж, Генри Дж .; Гулд, Артур К. (1886). История американской индустрии карточной одежды . Вустер, Массачусетс: Т.К. Эрл.
- Кляйн, Мори (2008). Создатели энергии: пар, электричество и люди, которые изобрели современную Америку . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Блумсбери. ISBN 978-1-59691-677-7.
- Ларсон, Лен (2008). Мечты об автомобилях . Блумингтон, Индиана: Xlibris. ISBN 978-1-4363-7892-5.[ самостоятельно опубликованный источник? ]
- Мейер, Дэвид Р. (2006). Сетевые машинисты: высокотехнологичные отрасли в довоенной Америке . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 0-8018-8471-3.
- Смит, Эндрю Ф. (2011). История еды: тридцать поворотных моментов в создании американской кухни . Нью-Йорк, Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета. ISBN 978-0-231-14093-5.
- Сторк, Джон; Тиг, Уолтер Д. (1952). Мука для мужского хлеба: история мельницы . Миннеаполис, Миннесота: Университет Миннесоты Press. ISBN 0-8166-5878-1.
- Томсон, Росс (2009). Структуры изменений в эпоху механики: технологические инновации в Соединенных Штатах, 1790–1865 гг . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 978-0-8018-9141-0.
Периодические издания
- Атак, Джереми; Бейтман, Фред; Вайс, Томас (1980). «Региональное распространение и внедрение парового двигателя в американском производстве». Журнал экономической истории . 40 (2): 281–308. DOI : 10.1017 / s0022050700108216 .
- Федерико, П.Дж. (1945). «Патентные испытания Оливера Эванса». Журнал Общества Патентного ведомства . 27 : 586.
- Гис, Джозеф (осень 1990 г.). «Гений Оливера Эванса». Американское наследие изобретений и технологий . 6 (2).
- Холзи, Харлан И. (1981). «Выбор между паровой энергией высокого и низкого давления в Америке в начале девятнадцатого века». Журнал экономической истории . 41 (4): 723–744. DOI : 10.1017 / s0022050700044879 .
- Латимер, Джордж А. (март 1873 г.). «Очерк из жизни Оливера Эванса». Журнал Харкнесса . Уилмингтон, Делавэр.
- Очоа, Тайлер Т. (2002). «Продление срока действия патентов и авторских прав и Конституция: историческая перспектива». Журнал Общества авторского права США . 49 : 19–128.
Внешние ссылки
- Оливер Эванс , краткая биография на Inventors.about.com
- Оливер Эванс , биография Американского общества инженеров-механиков .
- Оливер Эванс , биография из сериала PBS «Кто создал Америку».
- Схемы и подробные объяснения Автоматической мельницы Эванса и Хоппер-Боя от Теодора Хейзена.
- Справочные работы на Оливера Эванса , исчерпывающий сборник от Теодора Хейзена.
- . Американская циклопедия . 1879 г.