3.4.3. Важке машинобудування, гірнича справа й металургія

У цей період важке машинобудування розвивалось головним чином стосовно до потреб гірничої справи й металургії. Для видобутку руди зі значних глибин потрібні були важкі машини із механічним приводом.

Найбільш важким завданням в гірничорудній справі була відкачка води, яка завжди створювала загрозу затоплення виробок, причому, чим глибше залягав горизонт, тим більше ставала подібна небезпека. Найбільш передові важкі машини того часу призначались для відкачування води з рудників. Одну з таких машин (рис. 3.13) описав Агрікола. Він пише також про ковші на ланцюгах, що нагадують пристрої для іригаційних робіт, а також про напірні насоси з мішками на ланцюзі (рис. 3.14).

Рис. 3.13. Дуже потужний підіймач з приводом від водяного колеса

(із твору Агріколи)

Рис. 3.14. Насос для відкачування води з шахти

за допомогою м’яких куль на ланцюзі, що приводиться в дію топчаком

(із твору Агріколи)

Цей насос забезпечував ряд переваг при минулому рівні розвитку техніки. Круглі мішки з кінського волосу щільно входили у вертикальну трубу, нижній кінець якої був опущений у водозбірник. Коли ланцюг тягли доверху, мішки піднімали воду по трубі. У ті часи, окрім водяного колеса, ще часто використовували мускульну силу людей з використанням таких грубих механізмів, як вертикальний коловорот або лебідка.

Поряд з напірними (нагнітальними) насосами використовувались всмоктувальні насоси. Великий недолік всмоктувального насоса полягає в тому, що він здатний піднімати воду на висоту не більше 10 м. Агрікол описав установку, спеціально сконструйовану для усунення цього недоліку шляхом послідовного поєднання декількох всмоктувальних насосів, що приводились в рух одним водяним колесом (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Ряд всмоктувальних насосів із приводом від одного водяного колеса

(із твору Агріколи)

З ростом промисловості й торгівлі в ці роки швидко розростались міста. Це викликало необхідність розвитку водопостачання шляхом спорудження крупних насосних установок та водонапірних башт і систем трубопроводів. У цій області великі успіхи були досягнуті в Німеччині. Насоси приводились в рух водяними колесами та вітряками.

І все ж надійних нагнітальних насосів поки що не було. Використовували насоси всмоктувальні та спіральні насоси Архімеда.

3.4.4. Пошуки більш потужних джерел рушійної сили

Незважаючи на удосконалення конструкцій водяних коліс (потужність їх виросла до початку ХVІІ ст.. до 20 к.с.) і вітряків вежового типу (рис. 3.12) (потужність їх виросла до 14 к.с.), попит на нові силові установки, нові двигуни невпинно зростав.

Починаючи з 1550 року люди приступили до наполегливого вивчення властивостей водяної пари з метою пошуків способу використання її енергії. Ці дослідження особливо широко розгорнулись в ХVІІ столітті. Батіста делла Порта показав у 1606 році як можна підняти воду під дією тиску водяної пари і як „засмоктати” її шляхом конденсації водяної пари в закритій посудині з метою створення розрідження. Обидва ці явища були покладені в основу парових двигунів Ворчестера і Севері.

У 1629 році Бранка запропонував побудувати турбіну імпульсної дії (рис.3.16). Ця пропозиція в ті часи не дала практичних результатів. Але, як видно з рис.3.16, пропозиція мала реальний характер, бо за таким принципом працюють і сучасні турбіни. Всі ці зусилля наближали до створення діючого парового двигуна. Але побудувати такий двигун судилося тільки через декілька десятиліть в Англії, що дали поштовх творчим пошукам.

Рис. 3.16. Ідея Бранка про турбіну імпульсної дії

У ХVІІ і на початку ХVІІІ століття прогресивному розвитку машинної техніки заважав опір майстерень (гільдій ремісників). Цей опір був настільки сильним, що багато винаходів конструкцій машин було заборонено до використання в промисловості. І все ж, незважаючи на це, машинна техніка наполегливо прокладала свою дорогу в велике виробництво. Народжувалась нова ера – ера капіталізму.