J. Watt: Il brevetto della prima macchina a vapore

A.D. 1769. N. 913. Macchina a vapore ecc. Descrizione del brevetto di Watt. A tutti coloro, alla vista dei quali questo scritto perverrà, io, James Watt, di Glasgow in Iscozia, commerciante, invio il mio saluto.

Conciossiacosachè Sua Altissima Maestà  Re Giorgio III, con sua lettera di brevetto recante il sigillo di Gran Bretagna, in data 5 gennaio dell'anno nono del regno di Sua Maestà, a me, il nominato James Watt, diede permissione, podestà, privilegio ed autorizzazione, che io, il nominato James Watt, i miei esecutori, amministratori ed incaricati, siano autorizzati, per un determinato numero di anni, ad utilizzare, esercire e vendere il mio "Metodo nuovamente trovato per la riduzione del consumo di vapore e di combustibile nelle macchine a fuoco", e ciò dovunque in quella parte del regno di Gran Bretagna che viene nominata Inghilterra, nel territorio del Galles, nella città di Berwick sul Tweed ed inoltre nei possedimenti e nelle colonie di Sua Maestà; ed io, il nominato James Watt, vengo obbligato, nella suddetta lettera di brevetto, a fornire, con firma e sigillo, un'accurata descrizione dell'essenza della mia invenzione, che deve venir registrata presso la Cancelleria Superiore di Sua Maestà, entro quattro mesi dalla data della lettera di brevetto nominata; si sappia dunque che, in adempimento all'obbligo e alla deliberazione anzidetti, io, il nominato James Watt, dichiaro che quanto segue costituisce un'accurata descrizione della mia scoperta di cui è questione, e del modo e della maniera nei quali la stessa fu eseguita. Il mio procedimento per la riduzione del consumo di vapore e, di conseguenza a ciò, del combustibile nelle macchine da fuoco, si basa sui seguenti principi.

Anzitutto, il recipiente nel quale devono trovare applicazione le forze del vapore per azionare la macchina, e che nelle usuali macchine a fuoco viene detto cilindro del vapore, ma che io chiamo cassa di vapore, deve venir mantenuto, per tutto il tempo che la macchina lavora, ad una temperatura tanto alta quant'è quella del vapore d'ingresso, e ciò si otterrà in primo luogo con il circondare la cassa con un mantello di legno o di qualche altra sostanza che conduca male il calore, in modo che, in secondo luogo, si possa mettere attorno ad essa vapore o qualche altro corpo riscaldante, ed in terzo luogo che né acqua né altro corpo a temperatura più bassa del vapore abbia ad entrare nella cassa o venire in contatto con essa.

Secondariamente, in queste macchine, che lavorano con condensazione parziale o totale, il vapore dev'essere addotto nei recipienti adibiti alla condensazione, che sono separati dalla cassa o dal cilindro del vapore e vengono collegati a questi solo per qualche istante. Indico questi recipienti con il nome di condensatori, e questi, mentre la macchina lavora, devono essere mantenuti, mediante dell'acqua o altri corpi freddi, almeno tanto freddi quanto l'aria che circonda la macchina.

In terzo luogo, non appena l'aria, o altri vapori elastici non condensati dal freddo dei condensatori, abbiano a disturbare l'andamento della macchina, questi devono essere allontanati, con l'impiego di pompe trascinate dalla macchina stessa, o in altro modo, dalla cassa di vapore o dai condensatori.

In quarto luogo, io mi propongo di impiegare la forza di espansione del vapore per azionare gli stantuffi o quanto altro venga adoperato in luogo di questi, nello stesso modo nel quale si utilizza ora nelle macchine a fuoco usuali la pressione atmosferica.Nei casi in cui non sia disponibile l'acqua fredda nella quantità necessaria, le macchine possono venir azionate da questa sola forza a vapore, lasciando uscire all'aria libera il vapore, dopo che questo ha compiuto il suo lavoro.

In quinto luogo, nei casi in cui si desidera ottenere un moto di rotazione intorno ad un'asse, do alla cassa di vapore la forma di anello cavo ovvero di canali circolari, con entrate ed uscite apposite per il vapore, e monto gli stessi sopra un asse orizzontale, come le ruote dei mulini ad acqua. Negli stessi è prevista una serie di valvole, che consentono ad un corpo di scorrere entro i canali in una sola direzione. In queste casse di vapore sono posti dei pesi, che riempiono in parte i canali, e che vengono mossi dentro a questi nel modo ancora da indicare. Quando il vapore viene immesso in questa macchina fra quei pesi e le valvole, esso esercita su entrambi una uguale pressione, così che esso solleva il peso da una parte della ruota e, in seguito alla reazione operante contro le valvole, pone in rotazione la ruota, poiché le valvole si aprono in quella direzione secondo la quale viene spinto il peso, e non nell'opposta. Mentre la cassa del vapore ruota, essa viene alimentata con vapore dalla caldaia e quel vapore, che già gli ha fornito il suo lavoro, può venir condensato oppure scaricato nell'aria libera.

In sesto luogo, intendo adoperare in taluni casi un certo grado di freddo, che possa comunque non trasformare il vapore in acqua, ma soltanto addensarlo notevolmente, così che la macchina funzioni per le espansioni e contrazioni alternative del vapore. Infine, per la tenuta dei cilindri o di altre parti della macchina all'acqua e al vapore, adopero, anziché l'acqua, l'olio, le sostanze resinose, il grasso animale, il mercurio ed altri metalli allo stato fuso.

In fede di ciò, oggi, al venticinque di aprile dell'anno del Signore millesettecentosessantanove, ho posto in calce alla presente la mia firma ed il mio sigillo.

James Watt (L.S.)

Sigillato e consegnato alla presenza

di Coll. Wilkie, Geo Jardine,

John Roebuck.