Qu'est-ce qu'un moteur à vapeur stationnaire?
Un moteur à vapeur fixe utilise la vapeur pour entraîner des instruments autres qu'eux-mêmes. Ils étaient généralement utilisés pour alimenter des ponts, des barrières, des usines de concentration et des machines d’usine. Des modèles ultérieurs ont été utilisés pour générer de l'électricité. Ces moteurs fonctionnent à partir d'une position fixe et ne sont pas utilisés comme modes de transport, bien que certains aient été utilisés pour entraîner des roues sur des navires à vapeur.
Les machines à vapeur de base fonctionnent lorsque de la vapeur haute pression est admise dans un cylindre. Ce cylindre comporte un piston poussé dans un sens par la vapeur, expulsant la vapeur d’échappement refroidie hors d’un évent et créant un mouvement à travers la tige du piston. Ce mouvement déplace les roues d'un train à vapeur en poussant le moteur vers l'avant. De tels moteurs poussent le piston dans un sens, puis dans l'autre sens en alternant à quelle extrémité du cylindre la vapeur pénètre.
La première machine à vapeur à l'arrêt a été inventée par Thomas Savery, puis améliorée par ses compatriotes anglais Thomas Newcomen et écossais, James Watt. En 1698, Savery inventa un moteur à vapeur capable de pomper l'eau d'une mine de charbon de Cornouailles. Sa conception de base a été améliorée aux 18e et 19e siècles, mais a été remplacée par l'électricité et le moteur à combustion au 20e siècle.
En 1705, Newcomen a inventé le premier moteur à faisceau. Cette machine à vapeur fixe utilisait une poutre pivotante reliée à un cylindre vertical situé en dessous. Watt, entre autres, a amélioré le moteur en ajoutant un compresseur. Le moteur à faisceau était utilisé principalement pour pomper de l’eau et faire fonctionner les roues du broyeur. Il était également utilisé sur des navires à vapeur.
Une variante éphémère du moteur immobile était le moteur de table. Ce moteur ressemblait au moteur à faisceau, mais reposait sur une base de table et était relié à un volant par une bielle et une traverse. James Sadler a inventé le moteur et l'a utilisé à Portsmouth Block Mills. Comparé aux autres moteurs, il était à la fois lent et faible.
George Henry Corliss, un Américain, a ajouté des vannes rotatives à l’idée de base d’un moteur à vapeur fixe pour créer le moteur Corliss. Construit pour la première fois en 1848, le Corliss permettait un fonctionnement variable de ses vannes. Il était principalement utilisé pour le forage dans les usines et la production d'électricité à l'aide de dynamos, car il était très économe en carburant.
En 1828, James Perkins développa le moteur Uniflow qui utilisait un demi-cylindre et permettait au piston de se déplacer dans une seule direction. Comme les gaz d'échappement et la vapeur de carburant entraient toujours dans les mêmes extrémités respectives du cylindre, le rendement thermique était accru. Uniflow était adapté à divers moteurs à vapeur, mais était principalement utilisé pour la production d'électricité.
L'inventeur britannique James Hornblower a créé le premier moteur à vapeur fixe composé en 1781. Il a expliqué que si l'énergie et l'action pouvaient être générées à partir de vapeur sous pression dans un cylindre, cette même vapeur pourrait être acheminée dans un autre cylindre afin de générer plus de puissance. Hornblower a construit des moteurs avec au moins deux cylindres et chaque piston après le premier a réagi à une pression plus basse.