Jacob Perkins

Jacob Perkins (9. Juli 1766 – 30. Juli 1849) war ein US-amerikanischer Erfinder , Maschinenbauingenieur und Physiker, der in Großbritannien lebte . Geboren in Newburyport, Massachusetts , absolvierte Perkins eine Lehre als Goldschmied . Schon bald machte er sich mit einer Vielzahl nützlicher mechanischer Erfindungen einen Namen ^{[ 1 ]} und hielt schließlich 21 US-amerikanische und 19 englische Patente . Er gilt mitunter als Vater des Kühlschranks. ^{[ 2 ]} 1813 wurde er zum Mitglied der American Academy of Arts and Sciences und 1819 zum Mitglied der American Philosophical Society gewählt. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Jacob besuchte bis zu seinem zwölften Lebensjahr die Schule in Newburyport und ging anschließend bei einem Goldschmied namens Davis in die Lehre. Nachdem Herr Davis drei Jahre später verstorben war, führte der fünfzehnjährige Jacob das Geschäft mit der Herstellung von Goldperlen fort und erweiterte es um die Fertigung von Schuhschnallen. Im Alter von einundzwanzig Jahren wurde er vom Leiter der Münzprägeanstalt von Massachusetts beauftragt, einen Stempel für die Prägung von Kupferpennys mit dem Motiv eines Adlers und eines Indianers anzufertigen.

Im Jahr 1790, im Alter von 24 Jahren, entwickelte er in Byfield Maschinen zum Schneiden und Köpfen von Nägeln . 1795 erhielt er ein Patent für seine verbesserten Nagelmaschinen und gründete ein Nagelproduktionsunternehmen am Powwow River in Amesbury, Massachusetts .

Während des Krieges von 1812 arbeitete er an Maschinen zum Ausbohren von Kanonen .

Er beschäftigte sich mit der Kompression von Wasser und erfand ein Bathometer oder Piezometer ^{[ 1 ]} , mit dem man die Tiefe des Meeres anhand seines Drucks messen kann.

Perkins fertigte einige der besten Stahlplatten für den Kupferstich an (wie aus den Schriften englischer Kupferstecher hervorgeht) und gründete zusammen mit dem Kupferstecher Gideon Fairman eine Druckerei. Sie begannen mit Schulbüchern und stellten auch fälschungssichere Banknoten her. 1809 erwarb er von Asa Spencer die Stereotypie-Technologie (eine Hilfe für den Massendruck fälschungssicherer Banknoten), ließ das Patent anmelden und stellte Spencer anschließend ein. Perkins entwickelte mehrere wichtige Neuerungen in der Drucktechnik, darunter neue Stahlstichplatten. Mit diesen Platten fertigte er die ersten bekannten stahlgestochenen Bücher der USA an (The Running Hand, Schulbücher, je 8 Seiten). Danach druckte er Banknoten für eine Bank in Boston und später für die National Bank. 1816 gründete er eine Druckerei und bewarb sich um den Druck von Banknoten für die Zweite Nationalbank in Philadelphia.

Seine qualitativ hochwertigen Drucke amerikanischer Banknoten erregten die Aufmerksamkeit der Royal Society , die sich intensiv mit dem Problem der weit verbreiteten Fälschung englischer Banknoten auseinandersetzte. 1819 engagierte er zusammen mit seinem Geschäftspartner Gideon Fairman Asa Spencer und reiste auf Drängen von Charles Heath nach England, um die Belohnung von 20.000 Pfund für „fälschungssichere Banknoten“ zu gewinnen. Dem Präsidenten der Royal Society, Sir Joseph Banks, wurden Musternoten vorgelegt . Sie eröffneten eine Werkstatt in England und verbrachten Monate mit der Anfertigung von Banknotenmustern. Zu ihrem Unglück war Banks jedoch der Ansicht, der Erfinder müsse gebürtiger Engländer sein.

Der Druck englischer Banknoten erwies sich schließlich als Erfolg und wurde von Perkins in Partnerschaft mit dem englischen Graveur und Verleger Charles Heath ^{[ 1 ]} und dessen Mitarbeiter Gideon Fairman durchgeführt. Gemeinsam gründeten sie die Firma Perkins, Fairman & Heath . Heath und Perkins wurden auch von ihren Brüdern unterstützt. Später wurde die Firma umbenannt, nachdem Perkins' Schwiegersohn Joshua Butters Bacon Charles Heath ausbezahlt hatte. Das Unternehmen firmierte fortan unter dem Namen Perkins, Bacon . Perkins Bacon lieferte Banknoten an zahlreiche Banken und Briefmarken an ausländische Staaten . ^{[ 5 ]} Die Briefmarkenproduktion für die britische Regierung begann 1840 mit den schwarzen 1-Penny- und den blauen 2-Penny-Briefmarken ^{[ 6 ]} , die über einen Fälschungsschutz in Form eines aufwendigen, mit der Rosenmaschine erzeugten Hintergrunds verfügten . ^{[ 7 ]} Ihre Briefmarken waren die ersten bekannten vorgeklebten Briefmarken.

Parallel dazu leitete Jacobs Bruder das amerikanische Druckereigeschäft, und sie verdienten Geld mit wichtigen Patenten im Bereich Brandschutz. Charles Heath und Jacob Perkins arbeiteten sowohl gemeinsam als auch unabhängig voneinander an verschiedenen Projekten.

Jacob Perkins hielt Patente für Heizungs- und Klimatechnik. 1829/30 gründete er zusammen mit seinem zweiten Sohn Angier March Perkins ein Unternehmen, das Zentralheizungssysteme nach seinem hermetischen Röhrenprinzip herstellte und installierte . Er forschte auch an Kältemaschinen , nachdem er im Rahmen seiner Heizungsforschung entdeckt hatte, dass verflüssigtes Ammoniak einen Kühleffekt erzeugt.

1816 arbeitete Jacob Perkins in Philadelphia mit Oliver Evans an der Dampfkraft . 1822 konstruierte er eine experimentelle Hochdruckdampfmaschine, die Drücke von bis zu 2.000 psi (14 MPa) erreichte. ^{[ 8 ]} Dies war für die damalige Fertigungstechnik nicht praktikabel, obwohl seine Konzepte ein Jahrhundert später wieder aufgegriffen wurden. Perkins' Kessel war das erste Beispiel eines Entspannungskessels und eines der ersten Beispiele eines Gegenstrom-Wärmetauschers . ^{[ 8 ]} Der Wasserrohrkessel bestand aus schweren, geraden, quadratischen Gusseisenrohren , die quer über den Feuerraum verliefen und durch unbeheizte Rohre außerhalb des Feuerraums miteinander verbunden waren. Diese Rohre waren in drei Schichten angeordnet: Wasser wurde in die oberste Schicht gepumpt und Dampf in der untersten entnommen, wodurch die Gegenstromanordnung entstand. Im Jahr 1927 hielt Loftus P. Perkins, ein Nachkomme, einen Vortrag über diese Kessel und zeigte ein 1⁄ 8 Zoll  (3,2 mm) Kupferrohr, das offenbar von einem 40 PS (30 kW) starken Motor eines Typs stammte, der bis 1918 im Einsatz war. ^{[ 8 ]}

Perkins' Hochdruckdampftechnologie fand auch in einer anderen Erfindung Anwendung, der Dampfkanone . Dabei handelte es sich um ein frühes vollautomatisches Maschinengewehr , das mit Dampf statt mit Schießpulver betrieben wurde. Obwohl es nicht die erste automatische Feuerwaffe war, besaß sie als erste eine hohe Magazinkapazität von mehr als nur wenigen Patronen. Sie verschoss Musketenkugeln mit einer Kadenz von 1000 Schuss pro Minute. Berichten zufolge wurde sie vom Herzog von Wellington als „zu zerstörerisch“ abgelehnt. ^{[ 8 ]}

1827 war er der erste Mensch in England, der eine Uniflow-Dampfmaschine einsetzte . Eine Lokomotive der South Eastern Railway wurde 1849 auf das Uniflow-System umgerüstet, wobei nicht bekannt ist, wessen Idee dies war. ^{[ 9 ]}

Perkins wandte sein hermetisches Rohrsystem auf Dampflokomotivkessel an , und 1836 wurden für die London and South Western Railway mehrere Lokomotiven nach diesem Prinzip gebaut . Dies war ein sehr frühes Beispiel einer Hochdruckdampflokomotive .

1832 gründete Perkins die National Gallery of Practical Science in der Adelaide Street, West Strand, London . Diese war der Ausstellung moderner Erfindungen gewidmet. Eine beliebte Attraktion war seine Dampfkanone, die beim Militär jedoch keine Zustimmung fand. ^{[ 10 ]}

Perkins wird das erste Patent für den Dampfkompressionskältekreislauf zugeschrieben , das am 14. August 1834 erteilt wurde ^{[ 11 ]} und den Titel „Vorrichtung und Mittel zur Eiserzeugung und Kühlung von Flüssigkeiten“ trug. Die Idee stammte von dem amerikanischen Erfinder Oliver Evans , der sie bereits 1805 entwickelt, aber nie einen Kühlschrank gebaut hatte. Das gleiche Patent wurde separat sowohl in Schottland ^{[ 12 ]} als auch in England erteilt . ^{[ 13 ]}

Jacob Perkins und Charles Heath hatten viele geschäftliche Erfolge, aber auch finanzielle Schwierigkeiten, jedoch in der Regel nicht gleichzeitig. Die Buchhaltung ihrer Druckerei belegt, dass die beiden sich Geld aus der Firma liehen und bei Bedarf Anteile an ihren Geschäftsvorhaben untereinander verkauften. Sie führten detaillierte Aufzeichnungen. Diese Geschäftsbeziehung endete, als Jacobs Schwiegersohn, Joshua Butters Bacon, Charles Heaths Anteil an der gemeinsamen Druckerei aufkaufte, die daraufhin unter dem Namen Perkins Bacon firmierte . Zeitweise geriet er in Rechtsstreitigkeiten und musste seine Motorenfabrik schließen.

Jacob Perkins besitzt zahlreiche Patente: ^{[ 14 ]}

• GB 4400/1819. Maschinen und Geräte zum Zierdrehen und Gravieren, zum Übertragen gravierter oder anderer Arbeiten von der Oberfläche eines Metallstücks auf ein anderes sowie zum Herstellen von Metallformen und -matrizen; zur Herstellung von Druckplatten und Pressen für den Druck von Banknoten und anderem Papier; zur Herstellung von Prägeformen und Pressen für Münzen, Medaillen und für andere Zwecke. 11. Oktober 1819
• GB 4470/1820 Bau von stationären und tragbaren Pumpen. 3. Juni 1820
• GB 4732/1822 Dampfmaschinen. 10. Dezember 1822
• GB 4792/1823. Erhitzen, Sieden oder Verdampfen von Flüssigkeiten durch Wasserdampf in Töpfen, Kesseln oder anderen Gefäßen. 17. Mai 1823
• GB 4800/1823 Dampfmaschinen. 5. Juni 1823 .
• GB 4870/1823 Bau des Ofens von Dampfkesseln und anderen Behältern. 20. November 1823
• GB 4952/1824 Werfen von Granaten und anderen Geschossen. 15. Mai 1824
• GB 4998/1824 Schiffsantrieb. 9. August 1824
• GB 5237/1825 Herstellung von Bettgestellen, Sofas und ähnlichen Gegenständen. 11. August 1825
• GB 5477/1827 Bau von Dampfmaschinen. 22. März 1827
• GB 5806/1829 Maschinen zum Antrieb von Dampfschiffen. 2. Juli 1829
• GB 6128/1831 Dampferzeugung. 2. Juli 1831
• GB 6154/1831 Dampferzeugung; – anwendbar auf Verdampfen und Sieden von Flüssigkeiten für bestimmte Zwecke. 27. August 1831
• GB 6275/1832 Ausblasen und Absaugen von Luft; – anwendbar auf verschiedene Zwecke, 9. Juni 1832
• GB 6336/1832 Schutz von Kupfer vor Oxidation durch Hitze in bestimmten Fällen. 20. November 1832
• GB 6662/1835 Vorrichtung und Mittel zur Eis- und Kühlflüssigkeitserzeugung. 14. August 1835 ^{[ 15 ]} (steamindex gibt fälschlicherweise 1834 an)
• GB 7059/1836 Dampfmaschinen; Dampferzeugung; Verdampfen und Sieden von Flüssigkeiten für bestimmte Zwecke. 12. April 1836
• GB 7114/1836 Kochvorrichtung. 13. Juni 1836
• GB 7242/1836 Dampfmaschinen, Öfen und Kessel – teilweise auch für andere Zwecke anwendbar. 3. Dezember 1836

Perkins kaufte einige Technologien auf, ließ sie selbst in mehreren Ländern patentieren und stellte die eigentlichen Erfinder ein (wie im Fall von Asa Spencer und Oliver Evans).

Jacob heiratete am 11. November 1790 Hannah Greenleaf aus Newbury. Das Paar hatte neun Kinder. Sein zweiter Sohn, Angier March Perkins (1799–1881), ebenfalls in Newburyport geboren, ging 1827 nach England und war dort Teilhaber seines Vaters (später übernahm er nach dessen Tod das Geschäft). Sein Enkel, Loftus Perkins (1834–1891), der den Großteil seines Lebens in England verbrachte, experimentierte mit der Anwendung von Dampf unter sehr hohem Druck in Dampfmaschinen und baute 1880 die Yacht „ Anthracite“ . ^{[ 1 ]}

Er ging 1843 in den Ruhestand und starb am 30. Juli 1849 in London im Alter von 83 Jahren. ^{[ 1 ]} Er wurde auf dem Kensal Green Cemetery in London beigesetzt .

• Zeitleiste der Niedertemperaturtechnologie

• Obituary:
  • Scientific American, September 8, 1849
• The Manufacture of Nails in Essex County by Sidney Perley pages 69–74 in Volume 2 of The Essex Antiquarian published May 1898.
• Bathe, D.; Bathe, G. (1943). Jacob Perkins: His Inventions, His Times and His Contemporaries. Philadelphia: Historical Society of Pennsylvania.
• Ferris, FJ (2002). „Die Familie Perkins: Eine kurze Geschichte über vier Generationen von Ingenieuren“ . Website der Heritage Group der Chartered Institution of Building Services Engineers . Archiviert vom Original am 21. August 2007. Abgerufen am 14. August 2007 .
• McConnell, A. (2004) " Perkins, Angier March (1799–1881) ", Oxford Dictionary of National Biography , Oxford University Press, abgerufen am 14. August 2007 (Abonnement erforderlich)
• Morus, I. R. (1998). Frankensteins Kinder: Elektrizität, Ausstellung und Experiment im London des frühen 19. Jahrhunderts . Princeton University Press. ISBN 0-691-05952-7Die
• Woolrich, AP [2002] „Perkins, Jacob“, in: Skempton, AW (Hrsg.) (2002). Biographical Dictionary of Civil Engineers in Great Britain and Ireland: 1500–1830 (Bd. 1). London: Thomas Telford Ltd., S.  519–520 . ISBN 0-7277-2939-XDie{{cite book}}: |author=hat einen generischen Namen ( Hilfe )

• Die außergewöhnliche Dampfkanone von Mr. Perkins aus dem Jahr 1824: Eine illustrierte Beschreibung der Perkins-Dampfkanone.
• Nationalgalerie für Praktische Wissenschaften – auch bekannt als die Adelaide-Galerie
• Uniflow-Dampfmaschinen, archiviert am 11. Juli 2011 im Internetarchiv Wayback Machine
• Wärmerohre