آغاز اختراع دیگ بخار به قرن اول میلادی برمی گردد به اختراع آئولیپایل توسط هرون اسکندری آغاز شد که دستگاه آئولیپایل بیشتر یک وسیله نمایشی بود تا یک دیگ بخار کاربردی برای استفاده های صنعتی در کارخانه ها و صنایع مختلف
اختراع آئولیپایل هرون اسکندرانی: این دستگاه شامل یک کره توخالی بود که روی دو بازوی خمیده قرار داشت. آب در داخل کره گرم شده و بخار از طریق دو نازل کوچک که در جهت مخالف هم قرار داشتند خارج میشد و خروج بخار باعث چرخش کره می شود هدف اصلی هرون از ساخت آئولیپایل نمایش قدرت بخار و ایجاد یک وسیله سرگرمی بود. این دستگاه کاربرد عملی خاصی نداشت و برای تولید کار مکانیکی مورد استفاده قرار نگرفت
چرا آئولیپایل آغاز اختراع دیگ بخار محسوب می شود؟
آئولیپایل اولین نمونه شناخته شده از دستگاهی است که از نیروی بخار برای تولید حرکت استفاده می کند این اختراع نشان داد که بخار دارای انرژی است و می‌تواند برای انجام کار مورد استفاده قرار گیرد و ایده اولیه استفاده از بخار برای تولید نیرو را ارائه داد. این ایده در طول قرن ها به تدریج توسعه یافت و منجر به اختراع دیگ های بخار کاربردی شد.
بعد از هرون اسکندرانی قرن ها طول کشید تا تلاش های جدی برای ساخت دیگ های بخار کاربردی آغاز شود در قرن های شانزدهم و هفدهم میلادی تلاش هایی توسط افرادی مانند جیرولامو کاردانو و جیووانی برانکا برای استفاده از بخار برای چرخاندن چرخ ها و انجام کارهای مکانیکی انجام شد. اما این تلاش ها نیز محدود بودند و دیگ های بخار همچنان ابتدایی و ناکارآمد بودند اما در قرن هجدهم میلادی بود که با اختراع دیگ بخار نیوکامن روند تولید و توسعه دیگ های بخار کاملا تغییر یافت
توماس نیوکامن : یک تاجر انگلیسی بود که یک موتور بخار بهبود یافته را اختراع کرد که از یک دیگ بخار برای تولید بخار استفاده می کرد موتور نیوکامن از بخار برای حرکت دادن یک پیستون در یک سیلندر بود و این حرکت برای پمپ کردن آب از معادن استفاده می شد موتور نیوکامن بسیار کارآمدتر از پمپ ساوری بود و به طور گسترده در معادن مورد استفاده قرار گرفت.
جیمز وات :وات یک مهندس و مخترع اسکاتلندی بود که موتور بخار نیوکامن را به طور قابل توجهی بهبود بخشید وات یک کندانسور جداگانه به موتور اضافه کرد که باعث افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت شد. موتور بخار وات به سرعت در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفت و نقش مهمی در انقلاب صنعتی ایفا کرد.
1.توسعه دیگ های بخار در اواخر قرن 18 و 19 میلادی :
– موتور بخار نیوکامن را با اضافه کردن یک کندانسور جداگانه به طوذ کامل کارآمد تر کرد و راندمان بسیار بالا و کاربرد گسترده در صنایع مختلف تولید کرد
– دیگ های بخار با لوله های آتش (فایرتیوب) : در این نوع دیگ ها گازهای داغ حاصل از احتراق از داخل لوله هایی عبور می کنند که درون آب قرار دارند دیگ بخار لوکوموتیو یکی از نمونه‌های معروف این نوع دیگ‌ها است.
دیگ های بخار با لوله های آب (واترتیوب) : در این نوع دیگ ها آب از داخل لوله هایی عبور می کند که در معرض گازهای داغ قرار دارند این نوع دیگ ها راندمان بالاتری دارند و برای تولید بخار با فشار و دمای بالا مناسب هستند.
2. دیگ های بخار مدرن در قرن 20 و 21 میلادی:
– دیگ های بخار با سوخت فسیلی: دیگ های بخار مدرن با استفاده از سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی برای تولید بخار استفاده می کنند.
– دیگ های بخار هسته ای: در نیروگاه های هسته ایی از انرژی هسته ای برای گرم کردن آب و تولید بخار استفاده می شود.
– دیگ های بخار بازیابی حرارت: این نوع دیگ ها از حرارت اتلافی فرایند های صنعتی یا خروجی توربین های گاز برای تولید بخار استفاده می کنند.
تغییرات نوین در ساخت دیگ های بخار :
1.افزایش راندمان: تلاش برای افزایش راندمان دیگ های بخار از طریق بهبود طراحی ، استفاده از مواد جدید و بهینه‌سازی فرایند احتراق
2.کاهش آلایندگی: توسعه فناوری های کاهش آلایندگی مانند استفاده از سیستم های تصفیه گازهای خروجی و استفاده از سوخت های پاک
3.استفاده از انرژی های تجدید پذیر: افزایش استفاده از انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و انرژی زمین گرمایی برای تولید بخار
4.اتوماسیون و کنترل هوشمند: استفاده از سیستم های اتوماسیون و کنترل هوشمند برای بهبود عملکرد و ایمنی دیگ های بخار