증기기관

증기기관(Steam Engine)이란 영국의 발명가 토머스 뉴커먼이 발명했고, 제임스 와트가 개량하여 만들어진 장치이다. 수증기가 가진 열에너지를 운동에너지로 전환해 기계 동력의 주요한 근원이 되었다.

종류

피스톤 왕복식

왕복 운동을 하는 피스톤을 써서 기체의 압력을 회전 운동으로 바꾸는 엔진(왕복엔진)이다. 증기차, 증기선, 증기기관차등이 있다.

터빈 회전식

고온 고압의 증기의 열에너지를 회전 운동으로 변환하는 기관으로 증기의 힘으로 터빈날개를 돌리는 기관(증기터빈)이다. 발전소, 유조선, 항공모함등이 있다.

역사

• １세기: 알렉산드리아의 헤론이 ‘아에올리스의 공’으로 구상하여 기록, 실용은 무리였으나 증기 압력으로 움직이는 최초의 장치로 기록
• 1551년: 타키 알딘이 증기터빈을 닮은 장치를 고안
• 1601년: 지오바니 바티스타 델라 포르타가 증기를 사용한 실험을 함
• 1615년: 살로몽 드 코는 포르타가 고안한 장치와 비슷한 장치가 기술된 책을 출간
• 1629년: 지오반니 브란카는 타키 알딘이 고안한 유사 증기 터빈 장치를 사용해 방아장치를 개발
• 1630년: 데이비드 렘시는 증기 기관을 ‘불 기관’이라 칭했으며, 증기 관련 특허를 취득함
• 1663년: 에드워드 서머셋 우스터 후작은 기관에 냉각 장치를 단 최초의 공업용 크기 증기기관을 개발
• 1698년: 토마스 세이버리는 우스터 후작의 증기기관을 개량해 광산채굴용 증기기관을 개발
• 1705년: 토마스 뉴커먼이 대기압식 증기기관을 개발
• 1711년~1712년: 토머스 뉴커먼은 첫 번째 상업 기관을 설치
• 1733년: 뉴커먼의 특허가 만료
• 1765년: 제임스 와트는 뉴커먼의 증기기관을 개량해 현재와 같은 모양의 증기기관이 등장
• 1769년: 프랑스의 니콜라 퀴뇨가 시험용 증기기관 자동차를 제작
• 1776년: 첫 상업용 볼턴과 와트 증기기관이 만들어 짐
• 1800년: 리처드 트레비딕이 고압 증기기관을 개발
• 1801년: Puffing Devil이라는 증기자동차 제작
• 1802년: 스코틀랜드 엔지니어, 윌리엄 시밍톤이 첫 실용적 증기선인 샬롯 둔다스를 제작
• 1804년: 리처드 트레비딕이 Pen-y-Darren 증기기관차를 제작
• 1807년: 미국인 로버트 풀톤, 최초의 상업적으로 성공한 증기선, 노스 리버 스팀 보트를 제작
• 1819년: 사반나 조지아, 사반나-영국, 리버풀간 최초의 대륙간 항해 성공
• 1825년: 조지 스티븐슨이 연철 레일을 개발, 영국 스톡턴과 달링턴 사이에 화물철도를 부설하여 첫 증기기관차의 상용화에 성공
• 1826년: 영국에서 증기기관을 탑재한 10대의20인승 노선버스가 등장
• 1829년: 프랑스에서 증기기관차의 첫 노선을 개설
• 1830년: 리버풀과 맨체스터를 잇는 철도를 부설, 로켓 호를 선보이며 여객 운송을 시작함
• 1830년대: 스팀 마차 서비스 월터 핸콕과 골즈위시 구니경이 잉글랜드에서, 존 스콧 러셀이 스코틀랜드에서 시작, 상업적으로 성공하였지만 높은 세금으로 인해 쇠퇴
• 1837년: 오스트리아에 증기기관차의 첫 노선이 개설됨
• 1839년: 벨기에, 독일에 증기기관차의 첫 노선이 개설됨
• 1850년: 영국의 존 엘더가 대양운행용 컴파운드 엔진을 제작, 20세기 초까지 주된 동력원으로 이용
• 1865년: 영국에서 최초의 교통법(적기조례)이 제정됨
• 1881년: 영국의 화객선, SS애버딘이 처음으로 성공적으로 운행되는 트리플 엑스팬션 스팀 엔진을 장착함
• 1897년: 선박용 증기터빈 엔진 개발
• 1899년: 한국에 증기기관차의 첫 노선이 개설됨

증기기관의 쇠퇴

1860년 벨기에의 에티엔 르누아르가 휘발유를 연료로 하는 내연기관을 발명하면서 점차 내연기관이 상용화 되기 시작하였다.

영향

산업혁명의 주된 원인이며, 공장과 기계가 들어서게 되어, 기계들이 사람이 할 일을 하게 되었고 많은 사람들이 직장을 잃게 되었다. 간접적으로는 부익부 빈익빈을 가속화 시켜 공산주의가 발생하는 원인이 되었다.

참고자료

• 〈증기기관〉, 《나무위키》
• 〈증기기관〉, 《위키백과》

같이 보기

• 제임스 와트
• 산업혁명

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