세이버리와뉴커먼의대기압증기기관

[세이버리의 기관] 영국의 군사공학자였던 세이버리(1650~1715년)는 탄광에서 물을 빼내는 일에 관심을 기울였다. 그는 실린더에 물을 넣지 않고 보일러에서 끓인 물의 증기를 실린더에 보내 식히는 방법을 이용하여 물을 빼내는 기계를 만들었다. 그는 1700년을 전후해서는 탄광의 배수용과 가정의 저수조용 이외에 도시의 급수용과 수차의 동력용으로 쓸 수 있는 데까지 연구를 계속했다. 세이버리는 이 기관을 3단으로 겹쳐서 쓰면 깊이가 70m나 되는 굴 속의 물도 끌어올릴 수 있으며, 비용도 3분의 1밖에 들지 않는다고 하였다. 그러나 몇 군데의 탄광에서 써 보니 70m는커녕 20~30m 깊이의 물도 끌어올릴 수가 없었다. 증기의 힘을 더 세게 하면 잘 될 것 같았지만, 압력이 커지면 그릇이 터지거나 땜질한 곳이 열 때문에 녹아 버려 역시 성공을 거두지 못하였다. 그러나 몇 년 뒤 그는 뉴커먼과 함께 이러한 문제점을 해결한 새로운 기관을 만들어 냈다.
[뉴커먼의 기관] 영국 출신으로 철물점을 운영했던 뉴커먼(1663~1729년)은 프랑스의 파팽이나 영국의 세이버리의 증기 기관을 개량하여, 1705년경에 대기의 압력만으로 일을 할 수 있는 뉴커먼 기관을 만들었다. 이 기관은 실린더와 피스톤이 있고 그 아래에 있는 보일러에서 증기를 보내는데, 증기를 냉각시키기 위해 실린더 양쪽에서 찬물을 끼얹게 되어 있었다. 이렇게 해서 증기가 다시 물이 되어 부피가 줄어들면 대기의 압력으로 피스톤은 내려가고, 지레 장치를 사용하여 그 힘으로 갱 안의 물을 펌프로 퍼 올리는 것이었다. 1712년 이 증기 기관은 스태퍼드셔의 탄광에서 처음으로 운전되었다. 이것은 탄광의 배수에 널리 쓰였으며, 산업 혁명에도 영항을 미쳤다.
[세이버리 기관과 뉴커먼 기관의 차이점] 뉴커먼의 기관과 세이버리 기관의 다른 점은 굴 속의 물을 퍼 올린 후 세이버리의 것은 증기가 진공을 만드는 데에만 쓰인 데 비해, 뉴커먼의 것은 대기압과 증기의 힘을 골고루 이용하였다는 것이다. 뉴커먼의 기관은 그 후 여러 가지로 개량되었지만, 그중에서도 사람의 힘을 빌리지 않고 증기를 실린더에 넣는 피스톤을 만든 것과 찬물을 끼얹는 피스톤을 지레를 써서 자동으로 했다는 점 등에서 세이버리의 것과 차이가 있다.
[세이버리 기관과 뉴커먼 기관의 의의] 세이버리와 뉴커먼이 만든 기관들은 파팽의 대기압 기관을 발전시킨 것이다. 이 기관들은 이후 산업 혁명의 밑거름이 된 제임스 와트의 증기 기관의 전신(어떤 물건이나 단체 등이 바뀌기 이전의 모습이나 상태)이 되었다고 할 수 있다. 와트의 증기 기관이 발명되기까지 이들 기관은 탄광 등지에서 오랫동안 사용되었다. 
[더 알아보기-세이버리의 화력 기관] 보일러에서 만들어진 증기를 별도의 용기에 유도해 넣고 증기 밸브를 잠근다. 그런 다음 용기 겉에 찬물을 뿌리면 용기 안의 증기가 응축되어 물이 되고 거기에 불완전한 진공이 생긴다. 이것을 끌어 올리려고 하는 물에 연결하면 물은 용기 안으로 빨려 올라온다. 이러한 조작을 되풀이함으로써 물을 퍼 올리려고 하였다. 이것이 세이버리의 기관이다.

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