James Watt

Biografie

James Watt werd op 19 januari 1736 geboren in Greenock, Renfrewshire. Zijn vader was scheepstimmerman, reder en aannemer, en was de hoofdbaas van de stad. Zijn moeder, Agnes Muirhead, stamde uit een vooraanstaande familie en was goed opgeleid. Beiden waren Presbyterianen en overtuigde Covenanters. Watt's grootvader, Thomas Watt, onderwees wiskunde en was een leenman van de Baron van Cartsburn. Watt ging niet elke dag naar school. In het begin werd hij meestal thuis door zijn moeder onderwezen, maar later ging hij naar de Greenock grammatica school. Hij toonde grote vaardigheid met zijn handen en een natuurlijke aanleg voor wiskunde, hoewel Latijn en Grieks hem niet interesseerden. Hij nam ook de legenden en overleveringen van het Schotse volk in zich op.

De centrifugale gouverneur

Een van Watt's vele verbeteringen was de uitvinding van een "centrifugale regulateur" om automatisch het toerental van de machine te regelen. Dit is het duidelijkst bij stoommachines, waar het de stoomtoevoer naar de cilinder(s) regelt. Hij wordt ook aangetroffen bij verbrandingsmotoren en turbines met verschillende brandstoffen, en in sommige moderne slagklokken.

Een centrifugale regulateur is een homeostatisch apparaat dat het toerental van een motor regelt door de hoeveelheid "tussenstof" (stoom) te regelen die de machine aandrijft. Hierdoor wordt een vrijwel constant toerental gehandhaafd, ongeacht de belasting of de brandstoftoevoer. Het maakt gebruik van het principe van proportionele regeling: dit betekent dat het ophouden van (in dit geval) stoom varieert naar gelang van de snelheid van de machine.

Op Watt's fly-ball apparaat vliegen de ballen sneller rond als de machine sneller gaat. Als ze sneller rondvliegen, gaan ze verder weg van de centrale post. Naarmate ze verder van de centrale post komen, sluiten ze de stoomtoevoer steviger af. Als ze dat doen, vertraagt de machine en draaien de kogels langzamer rond, waardoor er meer stoom in de cilinders komt. Bovendien heeft het systeem een veiligheidsklep om overtollige stoom te laten ontsnappen zonder de wielen aan te drijven. Tussen 1775 en 1800 werden 500 Boulton & Watt machines door de firma gebouwd.

Later werd dit soort terugkoppelingslus een belangrijk instrument van de cybernetica.

Centrifugaal regulateur in een Boulton & Watt motor uit 1788


Tekening van een centrifugale "flyball" gouverneur

Partnerschap

Watt ging een partnerschap aan met een medelid van de Midlands Lunar Society, Matthew Boulton. De firma Boulton & Watt ontwierp en bouwde stoommachines en was zeer belangrijk in de industriële revolutie.

The Soho Foundry

Aanvankelijk maakte de maatschap de tekening en de specificaties voor de motoren, en hield zij toezicht op de werkzaamheden om deze op het terrein van de klant op te bouwen. Zij produceerden bijna geen van de onderdelen zelf. Watt deed het grootste deel van zijn werk in zijn huis in Harper's Hill in Birmingham, terwijl Boulton in de fabriek in Soho werkte.

Geleidelijk aan begonnen de vennoten meer en meer onderdelen te maken en in 1795 kochten zij een terrein op ongeveer 1,5 km afstand van de fabriek in Soho, aan de oever van het Birmingham-kanaal. Daar bouwden zij een nieuwe gieterij voor het maken van de motoren. De Soho-gieterij werd in 1796 geopend, toen de zoons van Watt, Gregory en James Jr., sterk betrokken waren bij het beheer van de onderneming. In 1800, het jaar van Watt's pensionering, had de firma in totaal eenenveertig motoren gemaakt.

Watt ging in 1800 met pensioen, in hetzelfde jaar dat zijn basisoctrooi en partnerschap met Boulton afliepen. Het beroemde partnerschap werd overgedragen aan de zonen van de heren, Matthew Robinson Boulton en James Watt Jr. De oude ingenieur William Murdoch werd al snel partner en het bedrijf floreerde.