JAMES WATT

James Watt
Schots uitvinder en ingenieur
(Greenock, 30 januari 1737 – Heathfield Hall, 25 augustus 1819)

Uitvinder van de stoommachine met condensor

In het plaatsje Greenock, aan de oevers van de Clyde, staat een marmeren standbeeld van James Watt en niet ver daar vandaan zijn de gebouwen van het Wattinstituut en de Wattbibliotheek, opgericht ter gedachtenis aan de uitvinder, die de wereld toonde hoe men zich de stoomkracht ten nutte kon maken met een zo gering mogelijk verlies aan arbeidsvermogen. James Watt werd in dat plaatsje in het jaar 1736 geboren en bracht daar zijn jeugd door. Zijn vader Thomas Watt, een nautisch instrumentmaker, was buitengewoon gehecht aan zijn enig overgebleven en zwakke zoontje; zijn vijf broertjes en zusjes waren al heel jong gestorven. Op een goede dag, toen de kleine Jamie met een hamer op een stuk ijzer stond te slaan, vroeg zijn vader hem of hij zelf een kleine smidse zou willen hebben.
‘Meen je dat, pappie?’ En van die dag af stond Jamie van ’s morgens tot ’s avonds aan de blaasbalg te trekken, maakte het ijzer witgloeiend en liet de vonken lustig in het rond spatten op zijn eigen aambeeld. Zijn moeder, die zelf ook niet sterk van gestel was, gaf hem in die tijd les met behulp van de boeken die zij in huis hadden. Maar James was leergierig en de kennis van zijn moeder schoot tekort. Daarom deden ze hem op school. Daar kon hij wegens zijn zwakte niet goed mee en de meester vond hem dom. ‘Hij kan niet leren,’ zei hij tegen de ouders.
James Watt was zeventien jaar toen zijn moeder stierf en bracht van dat ogenblik af al zijn tijd in de werkplaats van zijn vader door met repareren van instrumenten. Hij leerde ook zelf instrumenten maken. Toen hij achttien was, wilde hij het vak grondig leren en trok naar Glasgow, een dertig kilometer daar vandaan. Toen hij in het voornaamste deel van Glasgow was aangekomen, vroeg hij aan een voorbijganger waar de werkplaats was. ‘Welke werkplaats bedoel je, jongen?’ ‘De werkplaats van de instrumentmaker.’ ‘Gunst nog toe, beste jongen, er is geen instrumentmaker in heel Glasgow.’
Daar stond hij moederziel alleen in de grote stad, maar hij gaf de moed niet op en zocht net zo lang, tot hij werk vond bij een opticien. Een jaar daarna had hij twee pond gespaard en besloot hij naar Londen te gaan, zeshonderd kilometer daarvandaan, met het vaste plan een prima instrumentmaker te worden. In Londen duurde het dagen voordat hij werk vond, maar net toen de moed hem in de schoenen begon te zakken, kreeg hij een plaatsje als leerjongen bij de instrumentmaker John Morgan. De eerste maanden, die hij daar doorbracht, had hij iedere avond barstende hoofdpijn en overdag viel hij soms van uitputting met zijn hoofd voorover op de werkbank. Toen het jaar om was, begreep Watt dat hij het werk niet kon volhouden en ging naar Glasgow terug.
Eerst was hij van plan zelf een werkplaats te openen, maar de gilden lieten het niet toe want hij had zijn proef niet afgelegd. Hij moest dus wel voor anderen werken en slaagde er in een betrekking te krijgen als instrumentmaker aan de universiteit van Glasgow. Daar werkte hij een tijd lang gelukkig en tevreden en bekwaamde zich in zijn vak. Op drieëntwintigjarige leeftijd ging hij voor de tweede maal naar Londen, kocht daar de nodige werktuigen en begon een winkel in Glasgow, waar ‘alle mogelijke mathematische en muziekinstrumenten te koop’ waren. In dat winkeltje verkocht James zeven jaar lang instrumenten aan landmeters en zeevaarders, repareerde hun instrumenten, hield gesprekken over wiskunde met professoren en studenten, experimenteerde wat in de chemie en betoonde zich een goed en consciëntieus vakman.
Op een goede dag kwam prof. John Anderson bij hem en vroeg hem of hij misschien zijn oude newcomenpomp, die met stoom ging, zou kunnen repareren, want er mankeerde iets aan en hij wist niet wat. De newcomenpomp was een zwaar en moeilijk te hanteren ding, dat gebruikt werd om water uit mijnen op te pompen. Het was dus eigenlijk helemaal geen karwei voor een instrumentmaker.
Vanaf het ogenblik dat mensen ketels hadden gebruikt, hadden ze gemerkt dat de deksels door stoom werden opgetild en reeds lang geleden hadden ingenieuze mensen machientjes gemaakt, die door stoom in beweging werden gebracht. In 1679 kwam Denis Papin, een Fransman, tot de onaangename ontdekking dat stoom een grote explosieve kracht kon ontwikkelen. Hij vond toen een veiligheidsklep uit en zette zijn experimenten voort, tot hij in 1690 bekend maakte dat hij genoeg stoom in een metalen cilinder kon maken om een zuiger in beweging te brengen en dat hij door de stoom te verdichten de zuiger weer in zijn oorspronkelijke stand kon brengen. In 1698 leidde kapitein Thomas Savery de stoom uit een stoomketel direct door een pijp naar een bewaarplaats, waarin slechts één uitgang was: een pijp met een klep die onder water kon worden gebracht. Door water buiten op het vat met de verzamelde stoom te gieten verdichtte hij de stoom en veroorzaakte hij een vacuüm, met het gevolg dat er water naar boven werd geperst wanneer de klep werd geopend. Al werkte deze zogenaamde pomp niet vlug, toch kon men er kolenmijnen mee leegpompen. Savery nam patent op zijn uitvinding en maakte zich gereed om haar in praktijk te brengen, toen hij hoorde van een handelaar in ijzerwaren, Thomas Newcomen, die ook proeven met stoom nam. Daarom stelde hij hem voor samen met hem stoompompen te construeren. Na verloop van zeven jaar construeerde Newcomen toen een veel verbeterde pomp met een cilinder en een zuiger, waarvan de bewegingen werden vergemakkelijkt door een contragewicht en met gecondenseerde stoom, die men verkreeg door een straal water in de cilinder te laten lopen. Daar hij er niets anders op wist, liet Newcomen de kleppen met de hand openen en sluiten door een jongen, die niets anders te doen had. Op een goede keer kwam een van die jongens, die te lui was om aldoor die kleppen open en dicht te maken, op de ingenieuze inval het blok hout dat als contragewicht diende al dat werk te laten doen. Hij construeerde daartoe een apparaat dat samengesteld was uit stukjes metaal, die hij met touwtjes aan elkaar bond. Dat was de onbeholpen pomp, die James Watt in opdracht van prof. Anderson moest repareren. Het was of men een horlogemaker vroeg een smidskarweitje op te knappen.
Watt vond de opdracht eerst niet erg aanlokkelijk, maar bekeek de pomp, ontdekte de fout en repareerde hem. Het hinderde hem, die gewend was aan de precisie van zijn instrumenten, dat het ding zo lomp in elkaar zat en hij nam zich voor een betere pomp te maken. Hij begreep, dat hij moest proberen stoom en brandstof te besparen en maakte daarom in de loop van vele jaren experimenteren een aparte condensor, zodat hij voor het condenseren van stoom de cilinder niet behoefde af te koelen. Om verder de cilinder zo heet mogelijk te houden, bekleedde hij die en in plaats van de bovenkant open te laten, sloot hij die volkomen af en bespaarde, door verder nog zoveel mogelijk kieren dicht te stoppen, op deze wijze stoom. Ten slotte voegde hij er nog een pomp aan toe, om water en lucht aan de condensor te onttrekken; de newcomenpomp werkte daardoor zuiniger en kon meer kracht ontwikkelen.
Vlak voordat Watt patent aanvroeg op zijn verbeterde mijnpomp (1769), ging hij naar Birmingham en maakte daar kennis met een van de leidende fabrikanten, Matthew Boulton (1728-1809). ‘Hoeveel mensen werken er in uw fabriek?’ vroeg Watt. ‘Op het ogenblik ongeveer zeshonderd.’ ‘Doen die arbeiders allemaal hetzelfde soort werk?’ ‘O nee. We doen allerlei werk. maar hoofdzakelijk zilverpletterij. We maken bijvoorbeeld knopen, zoals u daar aan uw jas heeft, horlogekettingen en gespen voor schoenen en verder van alles.’
Watt had nooit een som geld van enige betekenis bezeten en om zijn stoomproeven te kunnen voortzetten had hij zelfs geld moeten opnemen. Erger nog, hij had twee derden van zijn rechten op zijn nieuwe pomp moeten afstaan aan degene die hem financieel had ondersteund en die hem ook met raad en daad had bijgestaan: Dr. John Roebuck, een geneesheer, chemicus, fabrikant van chemicaliën en handelaar in ijzerwaren. Nu wilde het geluk, dat Roebuck Boulton twaalfhonderd pond schuldig was, waarvoor hij hem zijn aandeel in de pomp in ruil aanbood. Boulton zag het grote belang van de verbeterde stoommachine van Watt in, erkende de bekwaamheid van de uitvinder en maakte hem in 1775 deelgenoot van de nieuwe firma ‘Boulton en Watt’.
Twee jaar tevoren had Watt in zak en as gezeten en zich als een volslagen mislukkeling beschouwd. Hij verdiende niet veel met zijn winkeltje en werkplaats en kwam tot de slotsom, dat hij niet geschikt was voor zaken. Zijn vrouw was pas gestorven en hij schreef naar aanleiding daarvan aan een vriend: ‘Nu ben ik de enige troost in mijn leven kwijt.’
Omdat hij van scheppend werk hield, was hij blij zo nu en dan landmetingen te kunnen verrichten en zich te belasten met de aanleg en het onderhoud van wegen, of kanalen te projecteren en plannen te maken voor bruggenbouw en aanleg van havens. Al gaf hem dit wel wat afleiding, toch voelde hij zich te veel gebonden aan zijn werkplaats en een van zijn pessimistische notities uit die tijd luidt als volgt: ‘Ik geloof dat ik gedoemd ben mijn hele leven zakenman te blijven. Ik kan me niets ergers voorstellen. Ik zou me aan de landmeetkunde willen wijden; daar ben ik het meest geschikt voor.’
Uit die toestand van afstomping en neerslachtigheid redde Matthew Boulton hem. ‘Trek je niets aan van zaken. Laat de geldkwestie maar aan mij over. Zorg jij maar, dat je pomp goed wordt.’ En zo gebeurde het ook. Vijfentwintig jaar lang duurde hun compagnonschap, tot ze beiden al op hoge leeftijd waren en die twee vormden een voortreffelijke combinatie.
De firma Boulton en Watt werd wereldberoemd en leverde pompen aan bijna alle Britse mijnen. Watt legde zich ook toe op het fabriceren van drijfstangen, askrukken, wielen en ander drijfwerk. Vroeger werd er slechts stoom gebruikt voor druk op één kant van de zuiger; Watt gebruikte nu stoom aan beide kanten. En hij gebruikte niet meer stoom dan nodig was; de toevoer regelde hij door middel van een veel verbeterde smoorklep. Hij vond een manometer uit om de spanning van de stoom te meten en een centrifugaalregulateur ter verkrijging van een gestadige beweging van de machine. Om kort te gaan: de stoommachine, die we ook nu nog gebruiken, heeft de wereld aan Watt te danken.
Watt had groot ontzag voor de reus, die hij aan banden trachtte te leggen, want hij wist welk een onheil hij kon aanrichten als de druk te hoog werd. Toen een van zijn arbeiders eens de opmerking maakte dat je meer kracht kon ontwikkelen door de druk op te voeren, antwoordde Watt, dat het gevaar voor ongelukken daardoor ook groter werd. Hij ging zelfs zo ver, dat hij zich samen met enige anderen beijverde om een wet aangenomen te krijgen, waarbij het gebruik van stoom onder hoge druk verboden werd wegens het daaraan verbonden levensgevaar. Op een goede dag zei een van zijn beste arbeiders, William Murdoch, tegen hem: ‘Kijkt u eens, meneer Watt, we gebruiken machines om er wielen mee in beweging te brengen. Kunnen we geen wagen maken, die sterk genoeg is om een machine te dragen en de wielen van die wagen door de machine in beweging laten brengen? Dan kunnen we met een wagen zonder paarden over de weg rijden. Ik weet zeker, dat het gaat.’
‘Nee, nee,’ zei Watt, ‘denk eens aan de gevaren, die dat zou opleveren. Hoe zou je zo’n ding onder controle houden? Je zou de mensen overrijden, de paarden zouden ervan op hol slaan en je zou brand veroorzaken. Nee hoor, de regering zou zo’n monster niet op de grote verkeerswegen dulden. En ik ook niet.’ Later kwam Watt hiervan terug en toen hij zevenenveertig jaar was, ontwierp hij schetsen voor een wagen die door stoom werd voortbewogen.
Toen James Watt vierenzestig was en Matthew Boulton tweeënzeventig, deden ze de zaak over aan hun zoons, James Watt Jr. en Matthew Boulton Jr., beiden zeer bekwame jongemannen. Kort nadat de grote uitvinder zich uit het zakenleven had teruggetrokken, zei een vriend tegen hem: ‘Wat ga je nu doen?’ ‘Werken natuurlijk,’ antwoordde Watt onmiddellijk. ‘Er bestaat geen groter genot op de wereld.’
In de buurt van Birmingham, waar hij zoveel jaar lang machines had gemaakt, liet hij op zijn oude dag een groot buitenverblijf zetten in een vredige omgeving met een groot park eromheen. Daar kwamen velen hem opzoeken en daar ging hij voort met zijn experimenten en zijn werk. Slechts zelden ging hij uit. Twee jaar nadat hij zich op zijn buitenverblijf had teruggetrokken, maakte hij een reis naar het vasteland van Europa en schepte groot behagen in de kastelen en wijnbergen aan de Rijn. De rest van zijn leven bracht hij op zijn landgoed door en deed hij allerlei uitvindingen, waarop hij patent nam: een toestel om brieven te kopiëren, een methode om geweven stoffen te bleken met chloor en een middel om rook uit fabrieksschoorstenen te benutten. Hij experimenteerde ook in chemie en medicijnen. In het laatste jaar van zijn leven vond hij een apparaat uit om een getrouwe kopie van beeldhouwwerk te maken, zowel op de natuurlijke grootte als op schaal.
James Watt was er wel eens bang voor dat hij op zijn oude dag de soepelheid van geest en de wilskracht zou verliezen, die zijn voornaamste karaktertrekken waren; gelukkig was daar geen sprake van. Toen hij al in de tachtig was, zat hij eens met een vriend te genieten van het invallen van de duisternis na een prachtige zomerdag. James Watt staarde peinzend in de verte en zijn vriend vroeg hem, waarom hij zo treurig keek. ‘Ik ben een beetje bezorgd. Mijn hele leven heb ik plannen gemaakt en gewerkt. Ik ben nu al in de tachtig … Ik ben benieuwd … ik ben benieuwd hoe lang ik nog in het bezit van mijn geestesvermogens zal blijven.’ Hij behield ze tot het laatste ogenblik en stierf de negentiende augustus van het jaar 1819.