ワットの蒸気機関の改良の秘密
改良点1：分離凝縮器
ジェームズ・ワット以前のニューコメン型蒸気機関は、シリンダー内で蒸気を冷却して凝縮させてピストンを動かしていました。しかし、この方法ではシリンダーが毎回温められ冷やされるため、熱効率が悪く、燃料の無駄が多いという問題点がありました。
ワットは、1765年にこの問題を解決するために、シリンダーとは別に「分離凝縮器」を設置することを考案しました。これは、シリンダーで仕事をした蒸気をパイプで別の容器に導き、そこで冷却して凝縮させるという仕組みです。これにより、シリンダーは常に高温に保たれ、熱効率が大幅に向上しました。
改良点2：動力伝達機構の改良
ニューコメン機関は、ピストンの上下運動をポンプの動作にのみ利用していました。しかしワットは、蒸気機関をより汎用性の高い動力源にするために、回転運動に変換する機構を開発しました。
ワットは、1781年に「遊星歯車機構」を発明し、これによりクランクの代わりに回転運動を作り出すことに成功しました。さらに、回転速度を安定させるために「遠心調速機」も開発しました。これらの改良により、ワットの蒸気機関は工場の機械を動かす動力源として利用されるようになりました。
改良点3：複動式エンジンの開発
初期の蒸気機関は、ピストンの片側だけに蒸気を送り込んでいました。ワットは、1782年にピストンの両側に交互に蒸気を送り込む「複動式エンジン」を開発しました。これにより、エンジンの出力が向上し、より小型化が可能になりました。
これらの改良点によって、ワットの蒸気機関は従来のものよりもはるかに効率的で強力なものとなり、産業革命の原動力となりました。