BUHARLI MAKİNE NASIL GELİŞTİ?

Isı enerjisinin belirli bir iş yapmakta kullanılabileceğini ilk kez ortaya koyan kimse, büyük bir olasılıkla eski Yunan matematikçisi ve fizikçisi İskenderiyeli Hero’dur. Bu büyük bilim adamı “aeolipile” adını verdiği bir buhar makinesini icat etmişti. Günümüze kadar ulaşan belgelere dayanarak, bu makinenin çimenleri sulamak için kullanılan modern döner fiskiye yöntemiyle çalıştığını biliyoruz. Sözkonusu buhar makinesinin bütünü, bir buhar kazanından dikey olarak çıkan iki boru arasında bağlantılı bir küreden meydana geliyordu. Kazandan gelen dikey boruların üst kısmı, kısa bir dirsekle küreye giriyordu. Boruların küreye giren uçları içeride birbirine bağlantılı değildi. Buna karşılık, kürenin yüzeyinde boruların girişiyle dik açı meydana getirecek şekilde gene kısa dirsekli iki çıkış borusu vardı. Kazandaki su ısınınca, buhar dikey borulardan küreye geçiyor ve kısa, dirsekli çıkış borularından da dışarı çıkıyordu. Bu çıkış uçlarından püsküren buharın tepki gücüyle küre hızla dönüyordü . İskenderiyeli Hero, bir tür buhar türbini olan buluşunu hiçbir pratik amaçla kullanmamıştır.
1629 yılında bir İtalyan mühendisi Giovanni Branca, başka tip bir türbine ilişkin açıkLamasını yaptı. Burada, bir kazandan sağlanan buhar bir çarkın (büyük tekerleğin) kanatlarına etki yapıyor ve onu döndürüyordu. Aynı yüzyılın sonuna doğru, Fransız Deniş Papin kendi tasarısıyla ilgili bir yazı yayınladı. Üstü açık bir silindirin içindeki pistonun, buhar tahrikiyle hareketini anlatıyordu bu yazı. Silindirin içinde, pistonun altında suyun ısıtılmasıyla sağlanan buharın genleşmesi pistonu yukarıya doğru itiyordu.
18. yüzyılın başında, İngiliz Thomas Newcomen, Papin’in daha önceki yıllarda açıklamış olduğu tasarıyı geliştirdi. Newcomen’in buhar makinesinde de, içindeki bir pistonun yukarı-aşağı hareket ettiği bir tek silindir vardı. Ancak, Newcomen’in kendi sisteminde bir yenilik uygulanmıştı. Burada buharın tahrikiyle piston silindirde yukarıya kalkınca, pistonun altındaki kesime soğuk su püskürtülüyor, suyla ansızın soğuyan buhar yoğunlaşıyor ve genleşme tahriki ortadan kalktığı için piston tekrar aşağıya geliyordu. Başka türlü söylemek gerekirse, soğuk suyun püskürtülmesiyle, pistonu yukarıya iten buhar genleşmesinin etkisi ortadan kalkmaktaydı. Pistonun bağlantılı olduğu -terazi kolunu andıran- dengelenmiş bir ara kolun öteki ucu, bir tulumba kolu da aynı düzenle harekete geçiyordu.
18. yüzyılda, Newcomen’in makineleri İngiltere ve İskoçya’daki maden ocaklarından, kuyulardan suyun çekilmesinde yaygın ölçüde kullanıldı.
1764 yılında, Glasgow’dan James Watt adındaki genç bir mekanik, Newcomen tipi bir makinenin onarımıyla görevlendirilmişti. Makinenin çalışmasını incelerken, silindirin tekrar tekrar soğutulup ısıtılması nedeniyle büyük miktarda yakıtın harcandığını farketti. Buharın yoğunlaştırılması için özel bir hücre ilave ederek makineyi geliştirdi. Buhar bu hücrede yoğunlaşıyor ve silindir sıcak durumda kalıyordu. Dolayısıyla tekrar ısıtma işlemine gerek yoktu. James Watt’ın sonradan daha ileri düzeyde geliştirdiği, ileri-geri harekete yeni bir düzen verdiği buharlı makine, endüstri devriminde çok önemli bir rol oynamıştır.
1880 yıllarında, Sör Charles A.Parsons İngiltere’de, Carl G.P.Laval de İsveç’te ilk başarılı türbinleri gerçekleştirdiler. Bunu izleyen yıllar boyunca buharlı türbin büyük ölçüde geliştirildi. Eski tip buharlı makinelerin yerini aldı.