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Chain pump - Wikipedia

鎖ポンプ (chain pump) は水ポンプ (water pump) の 1 種で、 何個かの円型の円板が無限鎖 (endless chain) に取り付けられたものである。 鎖の一部分が水に沈み、鎖はチューブの中を走り、チューブは円板の半径よりもわずかに大きい。 鎖をチューブの中で引き揚げると、水が円板の間に閉じ込められて、上端に持ち上げられて排出される。 鎖ポンプは何世紀もの間、古代の中東、ヨーロッパ、及び中国で使用された。

この装置の最古の証拠はおよそ BC 700 年頃のバビロニアのテキストである。 これらは、一般に人間や動物が動力であった。 この装置は BC 200 年頃から古代エジプトに登場し、 一対の歯車 (a pair of gear-wheel) があった。

鎖ポンプの 1 つのバージョンが、古代のギリシャとローマで使用され、 時々、(複数の) ポット (pot, 壺) あるいは 「ひしゃく」 (scoop) が鎖に固定され、 これらが頂上の滑車を乗り越えた時に傾いて水を出した； 2 世紀の実例がロンドンで保存されている。 ビザンチウムのフィロン (Pilo of Byzantium) はこのような装置を BC 2 世紀に記述した； 歴史家の ウィトルウィウス (Vitruvius) は BC 30 年頃にこれを言及した。 1 世紀のローマのハシケにあったビルジ・ポンプ (Bilge pump, 船底に溜まる水を掻き出すポンプ) の 歯車、クランクそして円板の破片が ネミ湖 (Lake Nemi) で出土した。

鎖ポンプはルネッサンスの最中にヨーロッパの鉱山で使用された； 鉱物学者の ゲオルク・アグリコラ (Georg Agricola) は彼の デ・レ・メタリカ (De re metallica、金属について、1556 年) でこれらを描写した。 これらは造船所で使用され、 幾つかはポーツマス・ブロック・ミルズ複合施設 (Portsmouth Block Mills complex) の一部をなした。 鎖ポンプは海軍の船でビルジ (bilge, 船体の湾曲部) を排水するのに普通に使用され、 19 世紀には低揚水灌漑 (low-lift irrigation) に使用された実例がある。

鎖ポンプは少なくとも AD 1 世紀から古代中国でも使用された。 中国では、これらは「竜の背骨」 (dragon backbones) とも呼ばれた。 最古の説明の 1 つは漢時代の哲学者 王充 (Wang Chong、AD 27 年 - 97 年) による AD 80 年頃の記述である。 西洋に見られるものとは違い、 中国の鎖ポンプはペア (pear、西洋梨) の形をしたバケットではなく、「四角いパレット」 (pallet、わらのベッド) の形に似ていた。 このような中国の鎖ポンプの挿絵はこれらが傾いた水路で水を引き上げているのを示している。 これらは時々、垂直ホイールに作用する水平ホイールに押し寄せる水流の水圧で動力が与えられ、 他のものは、牛の労力で牽引される垂直ホイールに作用する、機械的水平ホイールにより 動力が与えられた。 ペダルで操作する「四角いパレット」 (square-pallet) の鎖ポンプもあった。

1 世紀以後、鎖ポンプは中国の田舎中でで広範囲に使用された。 中国の「四角いパレット」 (square-pallet) の鎖ポンプは大半が灌漑に利用された。もっともこれらは公共工事にも同様に利用された。 悪名高い後漢の宦官の Zhang Rang (AD 189 年死亡) は 技術者の Bi Lan (畢嵐) に命令して、首都の洛陽の外に、一連の「四角いパレット」 (square-pallet) の鎖ポンプを建設させた。 これらの鎖ポンプは宮廷と洛陽の居住区に貢献した。 鎖ポンプで揚水された水はパイプ・システムで持ち込まれた。 三国時代の有名な機械技術者である Ma Jun (馬鈞) も一連の鎖ポンプを建設して、 魏の明帝 (Emperor Ming of Wei, 226 年 - 239 年) の宮殿の庭園に水をまいた。

宋朝 (Song dynasty、AD 10 世紀 - 13 世紀) の農業拡張の時期に、揚水装置の技術が改良した。 数世紀の間、これらは排水と、灌漑用の水の移動に使用された。 この当時、平衡を取った水汲みバケット、あるいは「はねつるべ」 (swape or well-sweep) のような最も単純な装置がほとんど普遍的に使用されていた。 もっと複雑なデザインである 「四角いパレット (square-pallet) の鎖ポンプ」 は宋朝の技術が成長する前の数世紀に導入されたが、その時点まで農業に使用されなかった。 これらは最初の千年紀の終わり頃までにもっと普通なものになった。

13 世紀以後、中国人も (中東から獲得した) 風車を使用して、 「四角いパレット」(square-pallet) の鎖ポンプの動力にした。 しかしながら、「四角いパレット」(square-pallet) のデザイン以外の他の鎖ポンプの形式があった。 宋應星 (1587 年 - 1666 年) の百科全書的書物である 天工開物 (Tiangong Kaiwu、1637 年) には円筒鎖ポンプの説明とイラストがあり、 水車で動力が与えられ、 (川よりも位置の) 高い農地 (elevated plain of agricultural crop) に川から水を汲み上げている。

宋朝の時期に農業の成長への鎖ポンプの貢献は 12 世紀の Li Chuquan (李处权) のような詩人によってほめたたえられた。 宋政府はこの技術を積極的に広め、ポンプ装置と鎖ポンプを、まだこの技術に馴染みのない場所に導入した。

宋應星によって書かれた中国の百科全書の 天工開物の 2 つの形式の水力鎖ポンプ