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Timeline of steam power - Wikipedia
蒸気動力の年表 (Timeline of steam power)

蒸気動力は数百年間にゆっくりと発展し、 17 世紀初頭には高価で、かなり限定された装置であったが、 1700 年には鉱山の便利なポンプとなり、18 世紀後半にはワットの改良された蒸気エンジンのデザインとなった。 蒸気エンジンが本当に普通のものとなったのは、 この後のデザインによっており、 これは実用的な動力の必要性が産業革命によって増大した時に導入されたのである。

  1. 発展時期
発展時期
初期の実例
動作可能な蒸気エンジンに向けて
ニューコメン・エンジン:実際の蒸気力
  1. 1712 年 -- ニューコメンは彼の最初の商用エンジンを設置する。
  2. 1713 年 -- ハンフリー・ポッター (Humphrey Potter) はニューコメン・エンジンの操作を任されていた少年で、 自動でバルブを開閉する単純なシステムを設置した。 エンジンは今や 1 分間で 15 ストロークを走り、ボイラーに点火する以外にほとんど仕事がなくなった。
  3. 1718 年 -- ヘンリー・バイトン (Henry Beighton) はポッターの操作システムのもっと信頼できる改良版を導入した。
  4. 1733 年 -- ニューコメンの特許の期限が切れた。これまでに、およそ 100 台のニューコメン・エンジンが建設された。 これに続く 50 年以上の間に、エンジンはイングランド中の炭坑と金属鉱山で設置され、 とりわけコーンウォールで設置された。 また都市の給水や、水車に揚水するために使用され、とりわけ鉄工場がこのようになった。
  5. 1755 年 -- ジョサイア・ホーンブローワー (Josiah Hornblower) は米国に最初の商用ニューコメン・エンジンを設置した。 場所はスカイラー銅鉱山 (Schuyler Copper Mine) で、 現在のニュージャージー州バーゲン郡のノース・アーリントンで、 英国から輸入した部品を使用した。
  6. 1769 年 -- ジョン・スミートンニューコメン・エンジンで実験し、 以前のものよりは長いピストン・ストロークを持つ改良エンジンの製造を開始した。 このエンジンは、恐らくはニューコメン・エンジンのデザインで最も優れたもので、 80 馬力 (60 kW) の出力があった。
  7. 1775 年 -- この時までに、600 基のニューコメン・エンジンが英国で設置された。
  8. 1779 年 -- クランクが初めてジェームズ・ピカード (James Pikard) によりニューコメン・エンジンに応用され、 回転運動を生成した。 ピカードは翌年にこの特許を取ったが、この特許は強制できなかった。
  9. 1780 年 -- ニューコメン・エンジンは大量に (1775 年と 1800 年の中間ではおよそ 1000 基) 建造され続け、 とりわけ鉱山で使用されたが、次第に加工工場 (mill) や工場 (factory) で使用されるようになった。 多くはワットの特許が期限が切れた後にワットの凝縮器を追加した。 数十台の改良されたサヴェリーのエンジンも建造された。
ワットのエンジン
  1. 1765 年 -- ジェームズ・ワットは分離した凝縮器を発明し、 キーとなる点は水ジェット (water jet) (これがニューコメン・エンジンの蒸気を凝縮し、真空を作るもの) を水槽 (water bath) に沈めたより小さなサイズの追加の円筒容器に移動することであった。 まだ熱い凝縮水は加熱水槽 (hot well) に真空ポンプで移動し、 予熱された水がボイラーに戻るようになっていた。 これにより熱効率が増大し、メイン・シリンダーは常時熱いままであった。 これがニューコメン・エンジンと違う点で、 ニューコメン・エンジンでは凝縮用の水スプレーがストローク毎にシリンダーを冷却した。 ワットはシリンダー上部も封印し、 大気圧よりもわずかに高圧の蒸気が、 ピストンの下に作られた真空に対して、ピストンの上方から作動するようにした。
  2. 1765 年 -- マシュー・ボウルトンはソーホー・マニュファクトリー (Soho Manufactory) 技術工場をハンズワース (Handsworth) に開設した。
  3. 1765 年 -- イヴァン・ポルズノフ (Ivan Polzunov) は 2 シリンダーのニューコメン・エンジンを建造し、 ロシアのバルナウル (Barnaul) の鉱山の換気用動力を与えた。 これにはボイラーの水位を調整する自動システムが含まれていた。
  4. 1769 年 -- ジェームズ・ワットは彼の改良したデザインに関しての特許を取った。 彼はシリンダーに正確に穴を開ける人を見つけることができなかった。 しかしながら、効率の増大はワットにとっても彼の協力者であるマシュー・ボウルトンにとっても十分であり、 年間の石炭の節約量に応じてライセンス料を課金した。 ライセンス料は固定したものではなかった。 ワットは正確に穴を開けたシリンダーを手に入れるために、全部で十年間が必要であった。
  5. 1774 年 -- ジョン・ウィルキンソンはシリンダーに正確な穴を開けるための穴開け機を発明した。 穴開け用の棒はシリンダーを完全に貫き、両端で支えられ、 より以前のカンチレバー式の穴開け装置とは違っていた。 ボウルトンが 1776 年に書いたことによれば: 「ウィルキンソン氏は我々のためにエラーなしに幾つかのシリンダーに穴を開けてくれました。 これは直径が 50 インチでティプトン (Tipton) に設置しましたが、 どの部分も旧シリング硬貨の厚さの狂いがありませんでした。
  6. 1775 年 -- ワットとボウルトンは正式な協力関係を結んだ。 ワットの特許は議会法により 25 年間延長され、1800 年までとなった。
  7. 1776 年 -- ボウルトン・ワット (B&W) の最初の商用エンジンが建造された。 この時点で、そして 1795 年に至るまでは B&W が提供していたのは、デザイン、計画、最も複雑なエンジンの部品、 現地での組み立てのサポートのみであった。
  8. 1781 年 -- ジョナサン・ホーンブローワー (Jonathan Hornblower) は 2 シリンダー複合エンジンの特許を取り、 蒸気は 1 つのピストンを押し (以前のデザインのように真空が引くものと違っていた)、 ピストンがストロークの終点に達した時に、蒸気は第 2 のシリンダーに移されて、 第 2 のシリンダーが通常のように蒸気を凝縮器に排気する。 ホーンブローワーのデザインはワットの単動作エンジンよりは効率的であったが、 ワットの複動作 (double-acting) エンジンとは十分類似しており、ボウルトン・ワットはこの特許を 1799 年の法廷で覆すことができた。
  9. 1782 年 -- 最初のワットの回転エンジンは、 太陽・惑星歯車装置 (sun and planet gears) によりはずみ車を駆動し、クランクを使用しなかった。 これにより、ジェームズ・ピカードの特許を避けた。 ワットはこの年と 1784 年に特許を更に安全にした。
  10. 1783 年 -- ワットは最初の複動作 (double-acting) エンジンを建造した。 これでは、蒸気はピストンの一方の側ともう一方の側に交互に吸引され、 ワットの平行運動接続の導入により、 (押し込みと牽引の) どちらのストロークでもピストンからビームに動力が伝達された。 この変更により、はずみ車にはガバナーにより制御された安定した回転運動が付け加わることになり、 エンジンは速度が重要でない機械を駆動できるようになった。 このような機械には次があった:加工工場 (milling)、醸造所、そしてそれ以外の製造業。 (遠心力) ガバナー (調速機) だけでは、負荷変動への応答が低いので、 ワットのエンジンは木綿の紡績には適していなかった。
  11. 1784 年 -- ウィリアム・マードック (William Murdoch) は「強力蒸気」で動作する蒸気車両モデルを実演した。 彼の雇用者であるジェームズ・ワットは、彼が発明の特許を取ることを思いとどまらせた。
  12. 1788 年 -- ワットは ボウルトン・ワット・ソーホー工場で、 遠心力ガバナーを使用する最初の蒸気エンジンを建造した。
  13. 1790 年 -- ネイサン・リード (Nathan Read) は管状ボイラーを発明し、シリンダーを改良し、高圧蒸気エンジンを考案した。
  14. 1791 年 -- ウィリアム・ブル (William Bull) は見たところ明らかなデザインの変更をして、 蒸気エンジンを逆さにし、鉱山のポンプの真上に置き、 ニューコメンのデザイン以来使用されている大きなビームを消し去った。 およそ 10 基の彼のエンジンがコーンウォールで建造された。
  15. 1795 年 -- ボウルトン・ワットは蒸気エンジン製造のためのソーホー鋳造所を開設した。
  16. 1799 年 -- リチャード・トレビシックは最初の高圧エンジンをコーンウォールのドルコース (Dolcoath) 錫鉱山で建造した。
  17. 1800 年 -- ワットの特許の期限が切れた。 この時までに、およそ 450 基のワット・エンジン (全部で 7500 馬力) と 1500 基以上のニューコメン・エンジンが英国で建造された。
向上する動力