James Watt

Elämäkerta

James Watt syntyi 19. tammikuuta 1736 Greenockissa, Renfrewshiressä. Hänen isänsä oli laivanrakentaja, laivan omistaja ja urakoitsija, ja hän toimi kaupungin päävoutina. Hänen äitinsä, Agnes Muirhead, oli kotoisin arvostetusta perheestä ja hyvin koulutettu. Molemmat olivat presbyteerisiä ja vahvoja covenanttilaisia. Wattin isoisä Thomas Watt opetti matematiikkaa ja oli Cartsburnin paronin baillie. Watt ei käynyt koulua joka päivä. Aluksi hänen äitinsä opetti häntä enimmäkseen kotona, mutta myöhemmin hän kävi Greenockin kielikoulua. Hän osoitti suurta kädentaitoa ja luontaista kykyä matematiikkaan, vaikka latina ja kreikka eivät kiinnostaneetkaan häntä. Hän omaksui myös skotlantilaisten legendoja ja taruja.

Keskipakosäädin

Yksi Wattin lukuisista parannuksista oli "keskipakosäätimen" keksiminen moottorin nopeuden automaattiseksi säätämiseksi. Tämä on ilmeisintä höyrykoneissa, joissa se säätelee höyryn pääsyä sylinteriin (sylintereihin). Sitä on myös polttomoottoreissa ja erilaisilla polttoaineilla toimivissa turbiineissa sekä joissakin nykyaikaisissa lyöntikelloissa.

Keskipakosäädin on homeostaattinen laite, joka säätelee moottorin kierroslukua säätelemällä koneen käyttövoimana toimivan "väliaineen" (höyryn) määrää. Näin nopeus pysyy lähes vakiona kuormituksesta tai polttoaineen syöttöolosuhteista riippumatta. Se käyttää proportionaalisen ohjauksen periaatetta: tämä tarkoittaa, että (tässä tapauksessa) höyryn pysäyttäminen vaihtelee koneen nopeuden mukaan.

Wattin lentopallolaitteessa pallot lentävät nopeammin, kun kone nopeutuu. Kun ne lentävät nopeammin, ne siirtyvät kauemmas keskipylväästä. Kun ne liikkuvat kauemmas keskipylväästä, ne sulkevat höyrynsyötön tiukemmin. Näin tehdessään kone hidastuu ja pallot pyörivät hitaammin, jolloin sylintereihin pääsee enemmän höyryä. Lisäksi järjestelmässä on varoventtiili, jonka avulla ylimääräinen höyry pääsee poistumaan ilman, että pyörät pyörivät. Yritys rakensi 500 Boulton & Wattin moottoria vuosina 1775-1800.

Myöhemmin tällaisesta palautesilmukasta tuli tärkeä kybernetiikan väline.

Keskipakosäädin Boulton & Wattin moottorissa vuodelta 1788.


Piirustus keskipakoisesta "flyball"-ohjaimesta.

Kumppanuus

Watt ryhtyi yhteistyöhön Midlands Lunar Societyn jäsenen Matthew Boultonin kanssa. Boulton & Wattin yritys suunnitteli ja rakensi höyrykoneita, ja se oli erittäin tärkeä teollisen vallankumouksen kannalta.

Sohon valimot

Aluksi osakkuusyhtiö laati vetureiden piirustukset ja tekniset tiedot ja valvoi niiden pystyttämistä asiakkaan kiinteistölle. He eivät valmistaneet juuri lainkaan osia itse. Watt teki suurimman osan työstään kotonaan Harper's Hillissä Birminghamissa, kun taas Boulton työskenteli Sohon manufaktuurissa.

Vähitellen osakkaat alkoivat valmistaa yhä enemmän osia, ja vuonna 1795 he ostivat kiinteistön noin kilometrin päässä Sohon tehtaasta Birminghamin kanavan rannalta. Sinne he rakensivat uuden valimon moottoreiden valmistusta varten. Sohon valimo avattiin vuonna 1796, jolloin Wattin pojat Gregory ja James Jr. osallistuivat vahvasti yrityksen johtamiseen. Vuonna 1800, jolloin Watt jäi eläkkeelle, yritys valmisti yhteensä neljäkymmentäyksi moottoria.

Watt jäi eläkkeelle vuonna 1800, samana vuonna kuin hänen peruspatenttinsa ja kumppanuutensa Boultonin kanssa päättyi. Kuuluisa kumppanuus siirtyi miesten pojille, Matthew Robinson Boultonille ja James Watt Jr:lle. Yrityksen pitkäaikainen insinööri William Murdoch otettiin pian osakkaaksi, ja yritys kukoisti.