Buharlı Makineler
(Keşifler ve Buluşlar)

Boulton ve Watt Şirketi 1786′da “çift etkili” makineyi piyasaya sürdü. Elli beygirgücündeki bu makine bir un fabrikasına satıldı. Bunu iplik, dokuma ve demir fabrikaları, maden ocakları izledi. Watt’tan önce bile 600 işçi çalıştıran Boulton fabrikaları alabildiğine büyüdü. Bütün dünyadan gelen vinç, sonda, un fabrikaları, iplik ve dokuma fabrikaları, darphane, Stanhope presleri, bira fabrikaları vb. için buharlı makine taleplerini karşılamaya koyuldu. Böylece 1775 ile 1800 yılları arasında 325 makine imal etti. A. B. D. ilk makineyi 1781′de satın almıştı; Almanya’da ilk defa 1785′te Fransa’da da 1778′de işlemeye başladı.

O yıl Jacgues-Constantin Perier (1742-1818), Seine sularını yükseltmek amacıyla Chaillot’ya (Paris) ilk ateşli tulumbayı yerleştirdi. O tarihe kadar çeşme suları, artık enikonu eskimiş olan hidrolik makineler aracılığıyla yakın ırmaklardan su arklarıyla getirilmekteydi. 1778′de Perier, Birmingham’a giderek Boulton firmasına iki makine ısmarladı ve bunları Debilly rıhtımına monte etti. 8 Ağustos 1781′de şaşkın bir kalabalığın önünde işlemeye başlayan makineler, Seine’den suları alıyor, Chaillot sırtlarında inşa edilmiş olan her biri 4342 hektolitrelik depolara akıtıyordu. Bu yenilik büyük sükse yaptı. Yirmi yıl içinde Fransa’da (12’si Anzin madenlerinde olmak üzere) 500 tulumba işletmeye kondu. Almanya’da on kadar makineye karşılık İngiltere’de 5 000 tane işlemekteydi.

Watt’ın makinesinin, Newcomen’inkinden üstünlüğü, ne daha güçlü ne de daha kullanışlı oluşuydu. Asıl önem verilen nokta, iki kat daha az yakıt harcamasıydı. Boulton da, makinesini tanıtırken, özellikle bu avantajından yararlanmıştı. Boulton önce para istemeden makineyi müşteriye veriyor, monte edilmesini ve bakımını üstüne alıyordu. Sonra da müşterilerinden borçlarını, kömürden edecekleri tasarrufun karşılığı paranın üçte birini vermek yoluyla ödemelerini istiyordu.

Bütün dünyaca benimsenen Watt’ın buharlı makinesini geliştirmek için binlerce mühendis işe koyulmuştu. İlk geliştirmeyi Watt’ın kendisine borçluyuz. Silindirden fışkıran ve ‘kondansör’e giden buharı görmüş böyle bir gücün boşa harcandığına acıyarak bunu kullanmayı aklına koymuştu. 1782′ de piston henüz yarı yoldayken buharın gelmesini önledi. Böylece buhar ve kömürden önemli miktarda iktisat edilmiş oluyordu. 1804′te İngiliz Arthur Woolf’un (1766-1837), buharı iki aşamada çalıştırmayı gerçekleştirmesiyle makine daha da iktisatlı çalışmaya başladı. Birinci aşama, 4 atmosferlik bir yüksek basınç silindirinde; ikincisi de, alçak basınçlı daha büyük bir silindirde meydana gelmekteydi.

“Çift etkili” makinenin icadından sonra yapılan en önemli gelişme, Oliver Evens adında (1755-1819) Philadelpialı araba yapımcısının çabalarıyla gerçekleşti. Newcomen, Watt ve Woolf gibi Evens de kendini Denis Papin’in düşlerine kaptırmıştı. Ekmek parası kazanmak için bir yandan araba, dokuma tezgâhı ve değirmen yapmakta, öte yandan da Jonathan Hornblower’in (1725-1812) Amerikalılara 1750′de sunmuş olduğu İngiliz yapısı ateşli tulumbayı geliştirme imkânları araştırmaktaydı. Çalışmalarını sürdürmek için tekniğe değil de, bilime baş vurması oldukça ilginçtir.

Black’in çalışmalarına dayanan Watt, suyun 1 dereceden 100 dereceye getirilmesi için 100 kaloriye, buharlaştırılması için 537 kaloriye ihtiyaç olduğunu bulmuştu. Evens, 100 dereceden 200 dereceye çıkarmak için de azıcık daha ısıtmanın (30 kalori) yeterli olduğunu gözlemledi. Bu durumda az bir masraf eklenmesiyle 15 kat fazla basınç elde edebilecekti. Evens’in yazdığı gibi, “deneyler, 1.5 atmosferlik bir basınç elde etmek için 4 ölçek kömürün yetmesine karşılık, 2 atmosfer için 5 ölçek, 16 atmosfer için de 8 ölçeğin yeterli olduğunu kanıtlamaktadır” Evens, Watt’ın makinesinin silindirinde, yüksek basıncın alçak basınçtan daha fazla iş gördüğünü bildiğinden 8 atmosferlik buharla işleyen bir “çift etkili” makinenin ihtira beratını aldı (1797).

Yüksek basınç kesin bir avantaja sahipti. Ancak, basınca dayanabilecek güçte kazanlar imal edilinceye kadar öne sürdüğü yenilikler kuramsal olmaktan ileri gidemezlerdi. 1800 yıllarında maden işletmeciliği henüz emekleme çağındaydı. Perçin çivisiyle tutturma tekniği yetersiz olduğundan kazanların su geçirmezliği güvenilir durumda değildi. Neyse ki, o günlerde de sanayi dalları günümüzde olduğu gibi dayanışmalı çalışıyordu. Buhar makinesi, demir ve demir-dökme fabrikalarına itici güç sağlıyor, buna karşılık kendi gelişmesi için gerekli imkânları alıyordu. Wilkinson’un delgi makinesi sayesinde silindirlerin içi istendiği gibi oyulabilmekteydi; öte yandan araç-makineler işlemeye başlamış ve kimyacılar madenlerin direncini artırma çabalarına hız vermişlerdi.

ENERJİNİN FETHİNDE İLK AŞAMA: BUHAR

Buhar, hidrolik çark ve yel değirmeninin tam tersine coğrafi ve meteorolojik şartlara bütünüyle yabancı, güçlü ve düzenli bir enerji kaynağıdır. Mekanik uygarlığın gelişmesini buharın icadına bağlamak bu bakımdan yerinde bir görüştür. Bununla birlikte, Watt’ın makinesi ancak 1802′den sonra bütün sanayi kollarında kullanılabilmişti. Dolayısıyla bütün Sanayi Devrimi’nin buhar makinesiyle başladığını söylemek hatalıdır. Sanayi Devrimi çeşitli ülkelerde, değişik tarihlerde başladı. Watt’ın ilk araştırmalarını yaptığı tarihte, Fransa’da yeni yeni başlamış olmasına karşılık, İngiltere’de bu tüm hızıyla gelişmekteydi. Bu bakımdan buharlı makinenin, Sanayi Devrimi’nin sebebinden çok önemli bir sonucu olduğunu söylemek daha uygundur. Gerçekten sanayicileri, özellikle taşkömürü üreticilerini buhara köle olmaya sürükleyen etken geniş çapta ticaretin gerekleri olmuştu.

Yeni itici gücün getirdiği köklü değişikliğin kapsamını ölçebilmek için, o güne kadar enerji kaynağının akarsular, yel ve hayvansal güç olduğunu hatırlamak yeter. Bir insan toplumunun uygarlık düzeyinin kesin ölçüsü, sahip olduğu itici güçlerinin miktarlarıyla doğru orantılıdır. Toplum bilimsel yönden ne derece yükselebilmişse, tabiatın kendisine sunduğu enerji kaynaklarından o derece yararlanabilir, onları kendine hizmet ettirebilir. Topraktan çıkardığı bir kara taşı makinelerinde yakmaya yetenekli bir toplum, elbette hayvan ya da köleleri çalıştırarak gelişmeye çalışan bir toplumdan daha ileri bir düzeydedir.

Daha önceki sayfalarda bir ülkenin zenginliğinin altın stoklarından çok, sanayi kuruluşları ve maden kaynaklarıyla ölçülebileceğini söylemiştik. Bu görüşü şimdi daha belirgin hale sokup şu önermeyi ileri sürebiliriz: “Bir ulusun zenginliğinin kilowattsaat’le (kilowattsaat yalnız bir elektrik birimi değildir. Bir buhar makinesinin, bir yel değirmeninin, hatta bir hayvanın ya da boksör’ün enerjisi de kilowattsaatle ölçülebilir.) ölçülmesi gerekir.”

Fransa’yı örnek alırsak; 1952′de ülkenin kömür, petrol, hayvan vb. gibi enerji üretimi kaynakları yılda 3 milyar kilowattsaatlik bir enerji sağlamaktadır. Bu nüfusa bölündüğünde 2.620 kilowattsaat eder. Demek ki, her Fransıza ortalama olarak 2.620 kilowattsaatlik bir enerji düşmektedir. Aynı yılda her Amerikalıya 7.790 kilowattsaat; her İngilize 4.730; her İsveçliye 4.080 kilowattsaatlik enerji düşmektedir. Bu sayılar bu ülkelerin teknik düzeylerini göstermektedir.

1790′da, yeni buharlı makinenin uygarlığı fethe çıktığı yıllarda, en uygar ülkede kişi başına ancak 34 kilowattsaatlik bir enerji düşüyordu. Bunun çoğunu da beygir ve öteki çekim hayvanları sağlamaktaydı. O dönemdeki sanayinin en mükemmel enerji kaynağı olan hidrolik çarklar yalnız fabrikalarda kullanılıyordu. Bunlar buğday, ceviz ve zeytin öğütmekten başka demir eritme körüklerini, dokuma tokmaklarını, presleri ve tezgâhları işletmekteydi. Bugün ‘fabrika’ dediğimiz tesislere o gün “değirmen” denilmesinin nedeni de buydu. Bugün bile birçok köylerde “kâğıt değirmenlerine ya da “yağ değirmenlerine rastlamaktayız.