제임스 와트 James Watt
제임스 와트의 肖像
出生	1736年 1月 19日 ( 1736-01-19 ) 스코틀랜드 렌프루셔 그리녹
死亡	1819年 8月 25日 ( 1819-08-25 ) (83歲) 英國 버밍엄 핸즈워스
居住地	글래스고 , 以後에 핸즈워스 로 移住
國籍	英國, 스코틀랜드
宗敎	스코틀랜드 長老敎
主要 業績	蒸氣 機關 의 改良
所屬	글래스고 大學校 , 볼턴앤드와트

제임스 와트 ( 英語 : James Watt , 文化語 : 젬스 와트, 1736年 1月 19日 ~ 1819年 8月 25日 )는 스코틀랜드 의 發明家 利子 機械工學 者였다. 그는 英國 과 世界의 産業 革命 에 重大한 役割을 했던 蒸氣 機關 을 改良하는 데 貢獻하였다. 흔히 蒸氣 機關을 發明했다 알려졌지만, 實際로는 旣存의 蒸氣 機關에 凝縮器를 附着하여 效率을 높인 것이다.

生涯 [ 編輯 ]

成長期 [ 編輯 ]

제임스 와트는 1736年 1月 19日 , 스코틀랜드 의 港口都市, 클라이드 江邊에 있는 그리녹에서 태어났다. 그의 아버지는 조선공이자, 船主, 下請業者였으며 都市의 高位 公務員이었으며 그의 어머니는 잘 敎育받은 名門家의 子弟였다. 그들은 모두 長老敎 人이子 盲信道였다.

兄弟 다섯이 어린 時節에 죽었다. 와트度 虛弱했기 때문에 父母는 어린 時節부터 와트를 過保護했다. 너무 病弱해서 와트는 正規敎育을 받지 않았다. 처음 그는 집에서 어머니에게 敎育을 받았으나 以後 그리녹 文法 學校에 入學했다. 그는 아주 뛰어난 손재주를 보였고, 工學과 數學에 才能이 있었다. 反面, 라틴語 나 그리스어 에 對해서는 關心을 갖지 않았다.

그가 열여덟살이 되었을 때 어머니가 死亡했으며 아버지의 健康 또한 惡化되기 始作했다. 와트는 機械 만드는 法을 배우기 위해 1年間 런던 에서 지낸 後 스코틀랜드 로 돌아왔으며, 商工業 中心地 글래스고 에 自身만의 功業所를 차리기 위해 定着했다. 그는 놋쇠로 된 反射式 四分의 (航海할 때 쓰는 거울과 같은 機構), 平行자, 저울, 望遠鏡 部品, 氣壓計 等을 主로 만들거나 고쳤는데, 와트가 最小 7年間을 道提供(見習生)으로 지내지 않았기 때문에 當時 스코틀랜드 에 數學 道具를 만드는 다른 이들이 없었음에도 글래스고의 대장장이 길드 가 그의 加入을 막았기 때문이다.

大學 生活 [ 編輯 ]

와트는 專門家의 손길이 必要한 天文學 器具들이 글래스고 大學에 들어오게 되며 이러한 難關을 헤쳐나갈 수 있었다. 와트는 이러한 器具들이 제대로 使用될 수 있도록 管理하고 報酬를 받았다. 그 뒤 세 名의 敎授들이 와트에게 大學 내 작은 공業所를 세울 수 있도록 提案했다. 이 工業소는 1757年 에 始作되었으며 敎授들 中 한 名인 物理學者이자 化學者 조지프 블랙 은 와트의 親舊가 되었다.

처음에 그는 大學의 科學 器具들을 維持시키고 修理하는 일을 했다. 1759年 그는 建築家이자 事業家였던 존 크렉 과 同業해 樂器와 장난감을 包含한 製品들을 生産하기 始作했다. 이 同業은 以後 6年 동안 繼續되었고, 最大 16名의 職員들을 雇傭했다. 크렉은 1765年 에 死亡했고, 雇用했던 職員 中 하나인 알렉스 가드너가 나중에 事業을 맡았으며 이 事業은 20世紀까지 持續되었다.

結婚 生活 [ 編輯 ]

1764年 , 와트는 그의 四寸 마가렛 밀러와 結婚해 다섯 名의 子息을 낳았지만 그 中 두 名만이 成人이 될 때까지 살아남았다. 그의 아내는 1772年 에 出産 中 死亡했고, 와트는 1777年 에 글래스고 의 染色業者의 딸인 앤 맥그리거와 再婚해 두 名의 子息을 낳았다.

蒸氣를 利用한 初期의 實驗 [ 編輯 ]

1759年 와트는 親舊 조지프 블랙 으로 인해 動力으로 蒸氣 를 利用하는 것에 對한 關心을 갖게 되었고 이를 利用해 實驗을 始作했다. 와트는 한 番도 蒸氣 機關 의 作動을 본 적이 없었으나 모델을 만들어보기 위해 努力했다.

만족스럽게 作動하지는 않았지만 그는 實驗을 繼續했고 이 主題에 關해 찾을 수 있는 모든 資料를 읽었다. 그는 單獨으로 硏究한 結果 機關에서 潛熱 의 重要性에 對해 알게 되었는데 이것은 事實 조지프 블랙 이 몇 年 前에 이미 發見했던 것이었다.

1763年 , 와트는 大學의 所有物인 뉴커먼 機關 의 모델을 修理해달라는 要請을 받았다. 그러나 修理 後에도 이 엔진은 제대로 作動되지 않았다. 콘월 의 구리 鑛山에서 처음 使用된 뉴커먼 機關은 실린더 안의 水蒸氣 壓縮과 膨脹에 따라 피스톤 이 往復 運動하는 方式이었다. 大氣壓 滿으로 물을 빨아올리기 때문에 大氣壓 機關으로도 불린다. 그러나 뉴커먼 機關은 蒸氣 壓縮을 위해 물이 한 番 噴射될 때마다 실린더 全體가 冷却되기 때문에 熱 損失이 많았고 石炭 消耗量도 많았다.

와트는 大幅 改良에 着手하여 1769年 1月 5日 , ‘火力機關에서 蒸氣와 燃料의 消耗를 줄이는 새롭게 考案한 方法’에 關한 特許 를 取得했다. 그는 蒸氣를 실린더 案이 아니라 실린더와 連結된 別途의 凝縮器에서 壓縮시키고, 피스톤을 大氣壓 이 아니라 蒸氣壓力으로 움직이는 方式을 考案했다. 凝縮器만 冷却되고 실린더의 熱은 保存되어 效率性이 매우 높았고, 石炭 消耗量도 뉴커먼 機關에 비해 4分의 1 以下로 줄일 수 있었다. 와트는 또한 피스톤의 上下運動 모두를 動力으로 活用할 수 있게 했다.

하지만 이 모델의 實用化에는 어려움이 있었다. 根本的 어려움은 커다란 실린더와 이에 빈틈없이 들어맞는 피스톤의 製作이었다. 當時의 철 技術者들은 現代的 意味의 機械工보다는 대장장이에 가까웠고, 와트가 願하는 만큼 精密한 構成品을 만들어낼 수 없었다. 또한 많은 資本이 特許를 따내는데 들었기 때문에 資源과 與件의 不足으로 와트는 以後 8年間을 測量技士와 市廳 所屬 技術者로 일해야 했다.

同業者 매튜 볼턴 [ 編輯 ]

워밍嚴 北쪽 소호 에 設立한 工場에서 金屬製品을 만들며 事業을 擴張하던 매튜 볼턴 은, 工場이 位置한 곳의 數量이 줄어들어 工場 稼動에 必要한 水力을 얻는 데 困難을 겪었다. 볼턴은 蒸氣 機關이 對案이 될 수 있다고 判斷했다. 그는 1766年 와트와 便紙를 주고받으며 이 問題를 論했고, 1768年 와트와 처음 만났다. 그리고 1769年 와트가 새로운 蒸氣機關 特許를 얻자 볼턴은 그것을 매우 有望한 事業 아이템이라 생각했다. 이에 비해 와트는 特許를 얻은 뒤로는 그 市場 可能性을 별로 생각하지 않고 다른 作業으로 關心을 돌린 狀態였다.

當時 와트의 同業者이자 그를 財政的으로 支援하던 존 로벅의 財政 狀況이 惡化되자, 볼턴은 로벅이 自身에게 지고 있던 빚 1,200파운드를 로벅이 지닌 蒸氣 機關 特許權 持分으로 代身 償還 받았다. 그것은 와트의 蒸氣 機關 特許權 全體 持分의 3分의 2에 該當했다.

와트의 蒸氣 機關은 이미 널리 알려져 있었고, 많은 鑛山들이 와트가 보다 效率的이고 經濟性 있는 蒸氣 機關을 出市해 주기를 기다리고 있었다. 1774年 볼턴은 와트를 說得하여 버밍엄 으로 오게 했고, 1775年 볼턴앤드와트 를 設立했다. 그러나 14年의 特許權 期間 中 이미 6年이 지나고 있는 狀況이었다.

볼턴은 議會에서 로비를 펼쳐 特許權 期限을 1800年 까지 延長시켰다. 와트와 볼턴은 當代 最高 水準의 鐵製 및 機械 技術者 존 윌킨슨 의 도움을 받아 蒸氣 機關을 보다 市場性 있게 改善하여, 1776年 첫 製品 두 個를 내놓았다.

最初의 蒸氣 機關 [ 編輯 ]

와트는 發明한 機關을 商業的으로 開發하기 위해서는 資金과 事業 手腕과 巨大한 工場이 必要했다. 1768年, 와트는 鐵工所 所有主인 존 로벅과 同業者 關係를 맺었다. 그 다음 해에는 새로운 蒸氣 機關에 對한 特許를 얻었다. 와트가 提出한 特許 題目은 ‘燃燒 機關에서 蒸氣와 燃料의 消費를 줄여 주는 새로운 方法’이었다. 1776年 , 最初의 機關이 設置되고 商業的으로 利用되었다. 이 첫 機關은 動力 펌프로 利用되었고 매우 成功的이었으며 以後 5年間 와트는 콘월 地域에서 炭鑛 밖으로 물을 빼내는데 主로 利用되었던 이 機關을 設置하느라 매우 바빴다.

事實 이 初期 機關들을 와트가 直接 製作한 것은 아니었다. 볼턴앤드와트는 蒸氣 機關 自體를 生産하기보다는, 工場과 鑛山에 一種의 技術 컨설팅을 提供했다. 蒸氣 機關 設計圖를 提供하고 部品을 다른 業者들에게 注文 調達하여, 工場이나 鑛山 現地에서 그것을 組立할 때 技術者를 派遣하여 組立課 設置를 이끌게 한 것이다.

볼턴앤드와트는 뉴커먼機關을 使用하던 때의 石炭 採掘量과 와트式 蒸氣 機關을 使用할 때의 採掘量을 比較하여, 그 差異에 比例하는 收益을 받았다. 와트式 蒸氣 機關을 設置한 뒤 25年에 걸쳐, 年間 採掘量 差異 分의 3分의 1을 收益으로 要求했던 것이다. 많은 鑛山業者들은 이러한 支拂 條件에 不滿을 느끼고, 와트와 볼턴의 特許權을 廢止하라는 請願을 議會에 내기도 했다.

와트의 硏究와 發明 [ 編輯 ]

1780年 以前에는 便紙나 그림을 輻射 할 만한 手段이 없었다. 때때로 利用되던 機械的 手段은 고작해야 여러 個의 連結된 펜을 한꺼번에 쥐고 쓰는 것이었다. 와트는 처음에는 이 方法을 改善하려 實驗했으나 곧 이러한 接近을 抛棄하고 代身 物理的으로 그림이나 글의 原本에서 잉크의 一部를 다른 종이로 옮기는 方法에 對해 硏究하기 始作했다. 그는 잉크가 새어나갈 수 있는 아주 얇은 종이라면 이러한 ‘複寫’가 可能할 것이라 보았고 1779年 硏究를 始作했다. 잉크의 成分을 分析하고, 얇은 종이를 찾아내며 約 1年間 많은 硏究를 한 끝에 그는 初期의 簡單한 複寫機 를 만들었다. 와트는 特許와 實用化를 위해 蒸氣 機關과는 別個로 다시 한 番 볼턴과 同業했고, 이 同業 關係는 1794年 와트와 볼턴 各各의 아들에게 넘어가 商業的 成功을 거두었으며 20世紀까지 이 複寫機의 前身은 곳곳의 事務室에서 널리 使用되었다.

와트는 物理的 蒸氣 機關 外에 化學 實驗에도 많은 關心이 있었다. 1786年 , 그는 파리 에서 鹽酸 과 이산화망간 을 反應시켜 鹽素 를 生成하는 베르톨레 의 實驗을 參觀할 機會를 얻었는데, 그 때 와트는 이미 鹽酸 으로 織物을 漂白할 수 있다는 事實을 實驗을 통해 立證한 뒤였다. 그는 이러한 發見에 對해 글을 써 出版했고, 化學 分野의 競爭 硏究者들로부터 크게 注目 받았다. 와트가 英國으로 돌아갔을 때, 그는 化學 分野에서 商業的으로 實用化시킬 수 있을만한 發見이 있을지 實驗하기 始作했다. 이 過程에서 그는 염화나트륨 과 이산화망간 을 利用해 鹽素 를 生成하는 보다 쉬운 方法을 알아내었는데 이를 通해 漂白劑 를 商業化하기 위해 染色業者이자 漂白일度 하고 있던 두 番째 夫人의 아버지인 제임스 맥그리거에게 連絡을 取했다.

丈人어른, 夫人과 함께 수많은 實驗을 거듭한 結果 그는 滿足할 만한 水準으로 織物을 漂白할 수 있었다. 하지만 이 時期에 베르톨레가 염화나트륨 과 遺産 을 利用한 漂白 方法을 發見하고 이를 글로 出版하였고, 이 方法은 와트가 考案한 漂白 方法의 많은 缺點을 補完하였기에 結局 이 事業으로부터는 손을 떼야 했다.

隱退 [ 編輯 ]

와트는 1800年 에 隱退했다. 이 해에 蒸氣 機關에 對한 特許權이 滿了되었고 볼턴과의 同業 關係도 끝났지만, 同業 關係는 代를 이어 와트의 아들 제임스 와트 주니어와 볼턴으로 이어졌다. 와트는 隱退 後에도 自宅의 作業室에서 기름 램프 改良, 彫刻像 製作 機械, 望遠鏡 을 통한 距離 測定 方法 考案 等 다양한 일에 沒頭하고 프랑스 와 獨逸 로 旅行도 다녔다. 그리고 1819年 8月 25日 버밍엄 의 핸즈워스 自宅에서 83歲를 一期로 世上을 떠났다.

와트의 蒸氣 機關이 가지는 意義 [ 編輯 ]

蒸氣 의 열에너지를 機械動力으로 바꾸는 蒸氣 機關에 對한 構想과 試圖의 歷史는 매우 오래되었다. 問題는 技術的 效率性을 높여 幅넓게 一般化, 商用化시킬 수 있느냐 하는 것이었다. 이 問題를 解決한 사람이 제임스 와트이다. 그는 蒸氣 機關 自體의 發明者가 아니며, 旣存 蒸氣 機關의 短點을 大幅 改善하고 새로운 아이디어를 실현시킨 ‘와트式 蒸氣 機關’을 發明하고 特許를 取得한 사람이다.

‘發明家’로 일컬어지는 사람들이 避해가기 힘든 一種의 淑明, 卽 '都大體 어디까지가 그 사람의 獨創的 發明인가'하는 問題와 論爭에서 와트度 自由롭지 못하다. 그러나 분명한 것은 그가 分離 凝縮器를 獨自的으로 發明해내는 等 蒸氣 機關의 一大 革新을 가져옴으로써, 産業化의 動力이 될 수 있게 했다는 點이다.

하나의 技術 革新이 歷史의 方向에까지 影響을 미치기까지는, 하나의 技術 革新 그 自體만으로는 不足하다. 技術 革新을 擴張 適用시킬 수 있느냐 하는 것과, 그러한 擴張 適用을 可能케 하는 다른 技術 革新들도 重要하다. 와트의 蒸氣 機關은 그 自體로 미친 影響도 勿論 重要하지만 後代 硏究家들에 依해 改良되고 應用되어 보다 다양하고 有用하게 利用되었다는 點에서 더욱 큰 價値를 가진다. 예컨대 蒸氣 機關은 와트의 生前에는 鑛山에서 地下水를 排出시키는 用途에만 利用되었으나, 事後인 1825年 , 英國을 始作으로 鑛山에서 먼 곳까지 鑛物을 運搬하는 데에 蒸氣 機關을 使用한 鐵道 運送이 導入되었다는 點에서 보다 높은 價値를 가진다. 1790年 새뮤얼 크럼프턴 이 蒸氣 機關 을 바탕으로 發明한 뮬 紡績機 가 綿絲의 大量 生産으로 이어진 것 亦是 産業 革命 으로 傍證되는 重要한 事件이다. 와트의 蒸氣 機關은 ‘蒸氣 機關의 時代’를 代表하는 것이면서, 同時에 ‘ 蒸氣 機關 의 時代’를 이루는 하나의 部分이기도 하다.

參考 文獻 [ 編輯 ]

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• Jennifer Tann, Watt, James (1736?1819) , Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, 2004年 9月 온라인版. 2007年 5月, 2008年 4月 5日 確認
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• Hulse David K (1999年): "The early development of the steam engine"; TEE Publishing, Leamington Spa, UK, ISBN, 85761 107 1; 127 - 152쪽.
• Hulse, David K., The development of rotary motion by steam power by steam power (TEE Publishing Ltd., Leamington, UK., 2001年) ISBN   1-85761-119-5

같이 보기 [ 編輯 ]

• 와트 蒸氣 機關
• 와트

外部 링크 [ 編輯 ]

• 네이버 캐스트: 오늘의 人物 - 제임스 와트 ^{[ 깨진 링크 ( 過去 內容 찾기 )]}
• 제임스 와트 - 두산世界대백과사전
• (英語) BBC History: James Watt