[공학사] 증기기관, 미국의 새벽을 깨우다

필라델피아에 미국 최초의 증기 펌프 상수도를 건설하고, 나중에 워싱턴 국회의사당의 일부를 설계한 영국 출신의 다재다능한 엔지니어 벤자민 헨리 라트로브(1764-1820)는 1803년 미국철학회에 미국의 증기공학 현황에 대해 보고했다. 조시아 혼블로어는 1753년 뉴저지 벨빌의 구리 광산에서 사용할 최초의 뉴커먼 엔진을 수입했다. 라트로브는 뉴커먼 엔진이 의미하는 ‘오래된 구조의 엔진’이 1803년보다 약 40년 전에 영국에서 도입했지만 "미국 독립 혁명 이후 기계적인 노력의 전반적인 무기력 속에서 증기기관의 유용성은 잊혀진 것으로 보인다"라고 말했다. 그는 증기기관으로 배를 추진하려는 ‘일종의 광기’가 있었지만, 1803년 미국에는 "상당한 동력을 가진 증기기관이 다섯 대밖에 없었다"라고 말했다. 이 중 하나는 〈맨해튼 워터 컴퍼니〉에 속한 〈불턴 앤 와트〉 엔진이었다고 그는 말했다. 뉴욕의 다른 하나는 니콜라스 J. 루스벨트 대통령의 목재를 톱질하는 거였다. 루스벨트 대통령이 만든 다른 두 대는 필라델피아시에 물을 공급하는 펌프였다. 다섯 번째는 라트로브가 어디엔가 있다고 들었던 보스턴에서 어떤 종류의 제조업에 사용하고 있었다. 그는 두 번째 보고서에서 "실험을 통해", "의도된 목적"을 달성하기 위해 "새로운 원리"에 따라 뉴욕에 엔진을 들여 온 "매우 독창적인 킨제이 박사"의 개선 사항을 발견할 수 있을 거라고 말했다.

 

틀림없이 청중들은 미국이 영국보다 훨씬 뒤처져 있다는 데 의견을 모았다. 미국이 영국으로부터 독립한 지 30년이 지나지 않았고, 의회의 제한적인 법률에서 벗어났으며, 영국이 기술자의 이민을 금지했기 때문에 이것은 놀라운 일이 아니었다. 그러나 라트로브는 "올리버 에반스가 실험용으로 만든 작은 엔진을 파리의 벽기둥을 연마하는 데 사용한 것과 브릭스의 증기기관에 대한 언급도 생략해서는 안 된다"라고 덧붙였다. 실제로 그는 그렇게 해서는 안 됐다. 그리고 에반스는 나중에 당시 미국의 뉴스 잡지였던 <나일스 위클리 레지스터>에 이 문제를 제기했다.

 

1807년 올리버 에반스는 〈Mars〉 제철소를 설립했다. 1812년에는 24시간 동안 12톤의 석고를 갈아내고 12시간 동안 12피트의 속도로 대리석을 절단하는 등 '완벽한 성공'을 거두었다고 보고했다. 필라델피아에 두 대, 미시시피에 세 대의 엔진이 있었고, 그중 두 대는 제재소를 가동했으며, 피츠버그에 서너 대는 곡물을 제분하고 철을 압연했고, 오하이오주 마리에타에 한 대, 켄터키주 렉싱턴에 또 다른 엔진이 있었고, 코네티컷주 미들타운에 있는 또 다른 엔진은 천 공장을 운영하고 있었으므로 그는 이 엔진이 '추측성 이론'이 아니었다고 말했다.

 

에반스 고압 증기 기관, 1805년

 

1815년 올리버 에반스는 필라델피아의 새로운 페어마운트 상수도를 위해 지름 20인치 실린더, 5피트 스트로크, 200파운드 압력으로 증기를 공급하도록 설계한 4개의 보일러를 갖춘 엔진을 설치했다. 이 발전소는 운영 비용이 너무 많이 들어 1822년 필라델피아에서 라트로브의 조수이자 후임자인 프레드릭 그라프의 지시에 따라 수력발전으로 대체되었다. 하지만 올리버 에반스는 1812년 영국과의 전쟁 이후 금융 공황과 불황이 이어지던 1819년 그가 사망할 때까지 대서양 연안에서 50대의 증기기관을 운영했다. 의심할 여지 없이 이러한 급속한 확장은 유럽에서 나폴레옹 전쟁과 영국과의 2차 전쟁으로 봉쇄와 금수 조치 때문에 영국에서 기계가 도입되고 미국 제조업, 특히 섬유 산업이 발전한 데 따른 성장의 일부에 불과했다. 그런데도 올리버 에반스는 영국의 엔진 제조업체를 빠르게 따라잡고 있었다.