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Newcomen Memorial Engine - Wikipedia

ニューコメン記念エンジン: Google map

ニューコメン記念エンジン
(Newcomen Memorial Engine)

ニューコメン記念エンジンは (時には、コヴェントリー運河エンジン (Coventry Canal Engine) と呼ばれ) デボン州 ダートマス (Dartmouth) の保存されたビームエンジンである。 これはトーマス・ニューコメン (1729 年死亡) の記念として保存されており、 彼はビーム・エンジンの発明家で、 ダートマスで生れた。

このエンジンは世界で最古の現存する蒸気エンジンである。

ニューコメン記念エンジン
  1. エンジン
エンジン
ニューコメン・エンジン

ニューコメンが最初に製鋼したエンジンは 1712 年のダドリー城エンジン (Dudley Castle engine) である と思われている。 ニューコメン・エンジンは水を汲み上げることが必要となる応用に使用され、例えば炭鉱の排水がある。 これらのファイア・エンジン (fire-engine) は鉱山で人気になり、 1733 年[注1]まで 104 台が使用され、 まもなく 2000 台以上も設置された。

古いエンジンの再使用

当時は急進的な新しい発明であったが、 ニューコメン・エンジンは 1775 年頃に、 スミートンワットのデザインによる改良されたエンジンに取って代わられた。 元々のニューコメン・エンジンは燃料の使用で非効率で、もっと効率の良いエンジンで交換され、 燃料経費が節約された。 これにより、より古いエンジンを新しく発明された造作で上級化することと、 古いエンジンを交換して、それほど能力が必要でない場所に売却することのどちらにおいても、 広範囲な商売になった。 古いエンジンは往々にして、石炭が安い炭坑で継続した。

エンジンのアーチ・ヘッドとピストン鎖

この時期のエンジンはシリンダーの製造 -- 当時としては困難な技術上の問題 -- で、 随分と費用がかかった。 木造のビーム (beam, 梁)、ポンプ、及びエンジン棟は比較すると、相対的に安かった。 中古のエンジンが他の場所にトレードされた時に、 存続期間中に幾つかの場所で、多くの仕事で最も容易に追跡されたのは、このシリンダーである。 この時期の現存するエンジンは大半が元々の最前線の場所から少々静かな僻地 (backwater) に移動し、 しばしば運河に水を汲み上げ、時々しか使用されなくなった。 これは、しばしば季節的で、揚水は乾燥した夏季のみに必要とされ、 初期のエンジンが、ひどく石炭を使用することが許容された[注2]

グリフ炭坑 (Griff Colliery)

このエンジンの初期の歴史は不明であるが、これは 18 世紀始めのある時期に建設された。

ニューコメンは 1714 年にヌニートン (Nuneaton) の近くのグリフ炭坑 (Griff Colliery) のためにエンジンを建造し、 「駆り立てる火の力で水を汲み上げた」。 最初のエンジンは、鉱山から 1 時間に 16,700 リットルの水を汲み上げることができ、 最大の深さは 140 フィート (43 m) であった。 この最初のエンジンは 1715 年までに稼働していた。 これには 『銅製のボイラー、真鍮の蒸気円筒 (シリンダー)、そしてピストン、 2 つの 「ポット金属」 (鋳鉄) の穴円筒 (pit barrel) そして他のパイプ・タンク (pypes cisterns) とこの付属品』 が ついていた。 真鍮のシリンダーは直径 16 インチ (410 mm)、長さ 9 フィート (2.7 m) であったことであろう[注3]

このエンジンには 「各週土曜日に支払われる 」 £7 の特許割増金があった。 エンジンがいかにうまく動作するのかを見て、 鉱山所有者は特許の条項の下に、 他のエンジンを建造する選択肢と共に、 エンジンの保守と経費を引き継ごうとした。 これが同意され、共同事業者は最初の 6 ヵ月に £150 を支払い、排水される鉱山毎に 1 年で更に £420 を支払った。

第二のエンジンが 1719 年頃に設置された。 鉱山は予期したほど利益がなく、 元々の共同事業者は 1720 年に 29 年間のリースを、たった 7 年で放棄した。

新しい所有者は第三のエンジン -- 現存する「記念エンジン」 -- を 1725 年に設置した。 あり得ることであるが、 これは最初のエンジンを再建したもので、 元々の真鍮のシリンダーを、もっと大きな内腔が 22 インチ (560 mm) の鋳鉄製のもので交換し、ストロークが 5 フィート (1.5 m) であった。 エンジンは 1 分間 12 ストロークで汲み上げることができ、 1 時間ごとに 68,200 リットルの水を移動した。 このエンジンは当時でさえ大きくなく、 単純な 12 フィート (3.7 m) の 1 本の木造ビームを使用し、 追加の支えもなく、あるいは複数の積層木材 (laminated timbers) で作られているわけでもなかった。 これは更に木枠で支えられ、家屋が建設されたわけではなかった。 更なる投資が 1728 年に続き、 1 つのエンジンのために新しいボイラーが作られた。

炭坑はしかしながら、掘り尽くされ、1728 年より後には石炭をほとんど生産しなかった。 サヴェリー (Savery) の特許は有効で、2 つのエンジンを操業することは年間 £300 が必要であった。 炭坑はその後数年間に閉鎖し、装置は売却された。 1729 年に予備の真鍮のシリンダーはミーシャム炭坑 (Measham Colliery) に売却され、 これは恐らく、記念エンジンのシリンダーが鋳鉄で交換された時のものである[注4]。 複数のエンジン -- このうちの 1 つが記念エンジンになる -- は 1731 年にグリフ (Griff) の南のベドワース石炭ワークス (Bedworth Coal Works) のヘンリー・グリーン (Henry Green) に売却され、 1734 年に 1 つはジョン・ワイズ (John Wise) に売却され、グリフ (Griff) の炭坑が終了した。

オークソープ炭坑 (Oakthorpe Colliery)

エンジンの最も長期間 -- 一世紀に近い -- の任務の詳細は不明である。 これは 1734 年にグリフ (Griff) からジョン・ワイズ (John Wise) に売却された後のエンジンであったようであり、 彼はミーシャム (Measham) のオークソープ炭坑 (Oakthorpe Colliery) の所有者であった。

改造

2 回目 (もっとあったかもしれないが) の改造は この任務期間中に起きた。 ニューコメン・エンジンのための随分改良したジェームズ・ワット (James Watt) による分離凝縮器 の製造に引き続き、 既存のエンジンにしばしば適用された幾つかの改良があった。

これらのもっとも重要なものは「漬物ポット」凝縮器 (pickle pot condenser) であり、 これは分離凝縮器の利点があって、かろうじてワットの特許を避けるものであった。 分離凝縮器のワットの特許は 1769 年から 1800 年に有効であったため、 これらの特許回避装置はこの期間のものとすることができる、 つまり、ワットによるこの発明以後であるが、 ワットの装置が単純に直接コピーできる以前のものである。 このエンジンにはシリンダーの側面につぎはぎをあてた穴の証拠もあり、 これは元々のニューコメンの挿入バルブが取り除かれた場所である。 漬物ポット凝縮器はシリンダーの下の延長で、直径が大きなパイプで接続されている。 この中のジェット (jet) 凝縮器はワットの分離凝縮器と同様に動く。 ワット凝縮器はシリンダーに長く、細いパイプで取り付けられている。 漬物ポット (pickle pot) はメイン・シリンダーの延長で、分離した部分でないと主張することにより、 ワットの特許に抵触することを避けた。 これをするために必要であったことは、 ヘイスタック・ボイラー (haystack boiler、干し草山ボイラー) を ニューコメン・エンジンにおける伝統的な場所 -- シリンダーの真下 -- から移動することであった。 これはジョン・カー (John Curr) により、 彼の 1797 年の 『石炭ビューアーとエンジン建造者のコンパニオン』 (The Coal Viewer & Engine Builder's Companion) に記述されている革新 (innovation) である。

エンジンに適用された他の進展にはビーム (beam, 梁) のアーチの頂上に接続される板鎖 (plate chain) があり、 初期の接続鎖 (link chain) ではなくなった。 エンジンのバルブは主軸から駆動される ラック &ピニオン (rack and pinion) で操作されるドロップ・バルブ (drop valve) で 交換され、 移動するブラグ・ロッド (plug rod) の上のホーン (horn) とタペット (tappet) で動いた (worked)。

1821 年まで炭坑で汲み上げた後で、 エンジンはジョナサン・ウッドハウス (Jonathan Woodhouse) の所有になった。 炭坑は操業し続けたため、 恐らくは新エンジンとの交換により、これは再び売却された。 今度は石炭産業から離れ、運河に入った。

コヴェントリー運河

コヴェントリー運河は 1821 年にこのエンジンを購入し、 エンジンを設置して、井戸から水を汲み上げて運河の水位を維持するようにした。 現在もあるエンジン棟が 1837 年に ウォリックシャー ホークスベリー・ジャンクション (Hawkesbury Junction) に建設された。 この任務により、エンジンは時々「コヴェントリー運河エンジン」と呼ばれている。 エンジンはここで 1913 年に至るまで間欠的に任務 -- 90 年以上の第二の任務 -- に就いていた。

ホークスベリー・ジャンクションのエンジン棟
保存

エンジンはトーマス・ニューコメン (Thomas Newcomen) の誕生 300 年を祝うためにニューコメン協会により 1963 年に保存された。 これはダートマスの彼の生まれた場所に移動され、そこの新しい博物館に再設置された、 博物館はニューコメンのエンジン棟 と呼ばれた。 この建物は元々変電所で、ツーリスト・インフォメーション・センターもある。

エンジンは今では現代的な水圧で操作し、動いているのを見ることができる。

注釈

[注1] 1733 年は延長されたサヴェリーの特許が切れた時である。 この時まで、これらのエンジンはサヴェリーの後継者に特許料を支払い、従って詳細な記録を残している。
[注2] ケネット・エイボン運河のクロフトン揚水所のビーム・エンジンは今日に至るまで、 このような任務を継続している。
[注3] 真鍮は今では大きなシリンダーには贅沢な材質のように思われるが、 大砲における使用では確立した歴史がある。 どちらにも正確な穴を穿つ問題は類似し、最初の蒸気エンジンのシリンダーは 大砲の穴あけ機械を利用して穴をあけた。
[注4] この売却により、エンジン自身が 1729 年に売却されたとの観点が与えられる。