エンジンを吹く
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送風エンジンは、空気ポンプシリンダーに直接連結された大型の定置式蒸気エンジンまたは内燃機関です。空気圧縮機よりも低い圧力で、遠心ファンよりも高い圧力で、非常に大量の空気を送り出します。
送風エンジンは主に、炉、高炉、その他の形式の製錬所に空気を送風するために使用されました。
水車エンジン
最初の送風エンジンは送風室、つまり水車で駆動されるふいごでした。
製錬所は鉱石の産地の近くに立地するのが最も経済的ですが、近くに適切な水力がない可能性があります。また、干ばつによって水供給が途絶えたり、炉への需要が利用可能な水容量を上回ったりするリスクもあります。
これらの制約から、揚水ではなく発電に用いられる最も初期の蒸気機関、すなわち揚水機関が誕生しました。この機関では、蒸気ポンプで水を汲み上げ、その水で水車を駆動し、機械を駆動しました。水車から出た水はポンプによって再びポンプに戻されました。これらの初期の蒸気機関は揚水にしか適しておらず、機械に直接接続することはできませんでした。
これらのエンジンの最初の実用例は1742年にコールブルックデール[ 1 ]に設置され、 1765年にはクライド川沿いのキャロン製鉄所の改良にも使用されました[ 2 ]。
ビーム吹き出しエンジン
初期の蒸気原動機はビームエンジンであり、最初は非回転型（すなわち往復運動のみ）で、後に回転型（すなわちフライホイールを駆動する）になった。これらはどちらも送風エンジンとして使用され、通常は蒸気シリンダーからビームの遠端に空気シリンダーを連結した。ジョシュア・フィールドは1821年にストウブリッジのフォスター・ラストリック社を訪れた際のことを記している[ 3 ]。フィールドはそこで8台の大型ビームエンジンを視察し、そのうち1台は30馬力で直径5フィート、ストローク6フィートの送風シリンダーを駆動していた。
後期のビームエンジンがフライホイールを駆動するようになった場合、これはエンジンの動作をより均一にするのに役立ちました。空気シリンダーは依然としてビームのみで駆動され、フライホイールは出力軸を駆動するのではなく、フライホイールとしてのみ使用されました。このタイプの現存する有名な例としては、現在アイアンブリッジ峡谷のブリスツ・ヒル野外博物館に保存されている、一対のビームエンジン「デイビッド＆サンプソン」があります。[ 4 ] [ 5 ]これらは、単シリンダーの凝縮ビームエンジンのペアで、それぞれが独自のビームで空気シリンダーを駆動しますが、1つのフライホイールを共有しています。装飾的なドーリア式アーチが特徴です。[ 6 ]これらのエンジンは長寿命で、1851年から50年間、リレスホール社のプライアーズ・リー製鉄所の送風機として主力として使用され、[ 7 ] [ 8 ]その後、工場が閉鎖されるまでの50年間、予備エンジンとして使用され、時折稼働していました。[ 9 ]
半回転式吹出エンジン
上図の大型垂直送風エンジンは、1890年代にミルウォーキーのEPアリス社（後にアリス・チャーマーズ社の一部となる）によって製造されました。蒸気シリンダー（下部）の直径は42インチ（1.1 m）、空気シリンダー（上部）の直径は84インチ（2.1 m）、ストロークはどちらも60インチ（1.5 m）です。
蒸気シリンダーにはレイノルズ・コーリス弁装置が備えられており、クランクシャフトに対して直角に、下部のベベル駆動式補助シャフトを介して駆動される。 [ 10 ]これはまた、コーリスのリストプレートがフライホイールに対して通常の平行ではなく直角に配置されていることを意味する。エドウィン・レイノルズはアリス社の設計者であり、1876年にコーリス弁装置の改良版を開発し、より高速で動作できる改良トリップギアを備えていた。[ 11 ]空気弁もこの同じシャフトから 偏心装置によって駆動される。
ビームエンジンと同様に、ピストンの主な力は純粋な往復運動によって空気シリンダーに伝達され、フライホイールはエンジンの動作を滑らかにするために存在します。調整を可能にするため、蒸気ピストンロッドはクロスヘッドまでしか伸びません。クロスヘッドより上には、空気ピストンにつながる2本のロッドがあります。フライホイールシャフトは蒸気ピストンの下に取り付けられており、2本のコネクティングロッドが下方および後方に駆動することで、リターンコネクティングロッドエンジンを構成します。
内燃機関
1800年代後半、高炉から発生するガスを燃焼させる内燃ガスエンジンが開発され、蒸気ボイラーの燃料の必要性がなくなり、効率が向上しました。ベスレヘム・スチールはこの技術を採用した企業の一つでした。[ 12 ]通常は単気筒の巨大な水平型エンジンが高炉ガスを燃焼させました。ベルギーのSAジョン・コッカリルとハノーバーのケルティングは、どちらもこのようなエンジンの著名なメーカーでした。
これらのエンジンのいくつかを修復する取り組みが進行中です。[ 13 ] 現在でも、いくつかの企業が廃ガスを燃焼させるための多気筒内燃機関を製造・設置しています。[ 14 ]
ロータリーブロワーによる置き換え
第二次世界大戦後、高炉の設備が改修されるにつれ、動力源としてディーゼルエンジンか電動モーターが好まれました。どちらも回転出力を備えており、当時開発されていた遠心ファンと相性が良く、大量の空気を処理できました。往復蒸気吹き込みエンジンは、既に使用されていた地域では引き続き使用されていましたが、戦後はほとんど設置されませんでした。これらの古い発電所は1950年代に閉鎖され始め、 1970年代には西部全域でその数は大幅に減少しました。この形式の吹き込みエンジンは現在では希少です。
現在も残る例
アイアンブリッジ渓谷にあるブリスツ・ヒル野外博物館では、ビーム吹き出しエンジン[ 4 ] [ 5 ]と垂直エンジン[ 5 ]の両方の実例を見ることができます。 「デイビッド＆サンプソン」ビームエンジンは指定建造物に指定されています。[ 4 ]
かつてMWグレイズブルックのネザートン製鉄所で使用されていた、1817年製のボルトン＆ワット製ビーム吹きエンジンが、現在、バーミンガムのA38(M)高速道路の起点にある交通島、ダートマスサーカスを飾っています（上の写真参照、位置：北緯52.492537°、西経1.888189°）。 北緯52度29分33秒、西経1度53分17秒 / / 52.492537; -1.888189
参考文献
- ^ヒルズ、リチャード・L. (1989). 『蒸気動力』ケンブリッジ大学出版局. p. 37. ISBN 0-521-45834-X。
- ^ロルト、LTC;アレン。蒸気エンジン。 p. 122.
- ^ジョシュア・フィールド（1821年8月24日）。「ストウブリッジのフォスター・ラストリック社」。著者のミッドランド地方旅行記。 2008年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。3
つ目のエンジンは非常に美しく、6柱式エンジン（水平フレームを柱で支えるビームエンジン）で、出力30馬力、長さ5フィート、ストローク6フィートの送風シリンダーを駆動します。
- ^ a b c「デイビッドとサンプソン - ビンテージ・ビーム・エンジンとブリスツ・ヒル遺跡の予定古代遺跡」 。2007年11月9日時点のオリジナル（画像）からアーカイブ。
- ^ a b cジェイムソン、ジョン H. (2004)。ブリスツ・ヒルのデイビッドとサムソン。ロウマン・アルタミラ。 p. 182.ISBN 0-7591-0376-3。
{{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ) - ^マイク・アシュトン (2008年5月3日). 「デイヴィッド＆サンプソン：ドーリア式アーチ」（写真） .
- ^ “Lilleshall Collection at Blists Hil” . 2012年2月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「リレスホール・カンパニー」。
- ^ 「Blists Hill、アイアンブリッジ渓谷博物館、マデリー、シュロップシャー」。Viewfinder。イングリッシュ・ヘリテッジ。2011年6月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ホーキンス、ネヘミア（1897年）『蒸気機関の新要理』ニューヨーク：テオ・オーデル、 pp.335-337。
- ^ホーキンス『蒸気機関の新要理』 p.225、p.172
- ^ 「ガス吹きエンジン室（ベスレヘム・スチール）」。
- ^ 「ベツレヘムの吹きエンジン」。
- ^ 「発電用炉ガス」。
