クエリ: 18世紀に実用的な蒸気機関を作成したイギリスの発明家で、電力の単位にもその名を残すのは誰でしょう?
文章: ジェームズ・ワット これらの呼び水となったものが、ワットの蒸気機関である。イギリスの作家オルダス・ハクスリー(1894年 - 1963年)はワットの発明について以下のように書いている。「我々にとって、『午前8時17分』という一瞬には意味がある。この時刻が毎日の電車の発車時刻だとしたらとても重要だ。我々の先祖にとってはこんな、キリが悪くて中途半端な瞬間などそれほど大切ではなかっただろうし、そんな概念自体がなかっただろう。ワットとスティーブンソンは、機関車の発明を通して時間の発明にも寄与したのだ。」チャールズ・マレー(英語版)がヒストリオメトリー(英語版)研究を纏めた書籍『Human Accomplishments』にて、歴史的に重要な発明229件をランクづけしたところ、その1位はトーマス・エジソンと並びワットの発明が占めた。ワットはエディンバラ王立協会(英語版)とロンドン王立協会の会員に名を連ねていた。
文章: レスター・アラン・ペルトン 他の水車のジェット水流ではバケットの中心部分に当たり衝撃で水のむだなエネルギーが飛び散る。」この発明から、ペルトンはペルトン水車を製作した。それは1878年にカリフォルニア州ネバダシティのメイフラワー鉱山に初めて採用された。1878年には彼はカリフォルニア大学でペルトン水車の試作機のテストを行った。1887年には坑夫らによってペルトン水車に発電機が取り付けられシエラネバダ山中に水力発電所を建設した。この特許は1889年ペルトンによって取得され、そして彼はその後サンフランシスコの Pelton Water Wheel Company に権利を売却した。その後ターゴインパルス水車へとペルトン水車は進化し、クロスフロー水車と1919年Gilkesによって初めて特許を取得した。 文章: 電力 初期の電力の装置として摩擦電気を集める静電発電機があり、電圧は高かったものの、容量的には極めて小さいものだった。19世紀中頃には電池が発明されアーク灯に利用された。さらに電磁気学の進展により、1870年頃から直流発電機、1880年頃から交流発電機が実用化された。最初の電力会社、トーマス・エジソンの会社が設立したPearl Street Stationは直流方式で送電し一時期はそれが標準となっていたが、ニコラ・テスラやジョージ・ウェスティングハウスは交流送電を推し、両陣営間で激しい対立が起き、結果として交流送電方式が普及し(そのいきさつや理由については「電流戦争」の記事で詳説)、現代の電力会社は一般的には電力を三相交流で供給しており、電圧としては高圧電力・低圧電力の両方を販売している。電力会社の業界を電力業界という。 文章: 動力近代化 18世紀に蒸気機関が実用化され、19世紀には従来の水車の代わりに動力源として紡績機や力織機、工作機械等で使用されるようになった。19世紀前半には既に鉱山鉄道で定置式蒸気機関を使用して鉱石や石炭の搬出に使用され、1825年に開業したストックトン・アンド・ダーリントン鉄道でも路線の大部分は定置式蒸気機関でロープを巻き上げていた。 それまでは馬を使用していた都市内での交通機関にも蒸気機関が導入された。当初は実用的な高出力の蒸気機関が困難だったので定置式蒸気機関でロープを循環してそれを掴んだり離したりする方法で移動するケーブルカーが運転された。 文章: ゲオルク・クリストフ・リヒテンベルク 1777年、静電誘導で静電気を生成するため、大きな電気盆を製作した。それは直径2メートルと大きく、最大38センチメートルほどのスパークを発生できた。これを使って、複写機の技術であるゼログラフィの基本原理を発見している。高電圧を絶縁体に近い点で放電させることで、定着させた塵に樹状の奇妙なパターンを記録できた。このようなリヒテンベルク図形は、今日ではフラクタルの例とされている。リヒテンベルクはベンジャミン・フランクリンの避雷針をいち早くドイツに持ち込み、ゲッティンゲンの自宅と物置小屋にそれを実際に設置した。また、現在では世界中(USおよびカナダ以外)で使われている紙の大きさの標準規格(ISO 216 となった)を提案した。教え子に招かれ、イングランドを2回訪れている(1770年のイースターから初夏までと、1774年8月から1775年クリスマスまで)。 文章: 産業革命 18世紀に入り、1709年にエイブラハム・ダービー1世が石炭を蒸し焼きにしたコークスを製鉄に利用するコークス製鉄法が開発されたことで状況は変わったものの、この製鉄法が広く普及するためにはさらに数十年を要した。1735年には彼の息子であるエイブラハム・ダービー2世によってさらに改良が加えられ、1750年ごろからコークス製鉄法はイギリス全土に普及していった。1740年代にはベンジャミン・ハンツマンによってルツボ製鋼法により良質の鋼鉄も作られるようになったが、この鋼鉄は大量生産ができず、鋼鉄を一般的に使用できるようにはできなかった。1760年代にはジョン・スミートンによって高炉用の送風機が改良され、これにワット式蒸気機関を組み合わせることで送風過程はさらに効率がよくなった。ついで1784年にはヘンリー・コートが攪拌精錬法を発明し、これによって良質の錬鉄が大量に生産できるようになった。 このような鉄の需要は、初めのうちは生活革命によって使用されるようになった軽工業製品によって牽引されたが、やがて産業革命が進むにつれて、工業機械や鉄道のためにさらなる鉄が必要となっていった。 さまざまな産業機械の発明と発展は、その産業機械を生み出す機械工業を誕生させ、さらに機械を生産するための加工技術も発展を続けた。1774年には製鉄業者であるジョン・ウィルキンソンが中ぐり盤を発明し、これによってシリンダーなどの内面の精度が大きく向上した。この精度の向上によって、後述するワット蒸気機関の作動を保障できるだけの前提が整った。また、1800年にはヘンリー・モーズリーが実用的なねじ切り旋盤を発明したことにより、ねじ山が統一したサイズでねじを生産できるようになり、ボルトとナットが互換性を持った形で量産が可能になった。それまでは対となるボルトとナットは世界にひとつきりのもので、互換性など求めるべくもなかったのである。これによって、ヘンリー・モーズリーは工作機械の父とも呼ばれる。 文章: ターボファンエンジン フランク・ホイットルは1936年、効率化のためにエンジン内気流をバイパスさせるアイデアについて、特許を出願していた。 文章: LBSC (人物) 多くの模型機関車に関する著作を遺しており、それらは今尚、愛好家の間で利用される。彼の設計した模型機関車はカロリーが高く、灰が少ない良質のウェールズ炭の使用を前提としたボイラーが多く、ウェールズ炭の入手の困難な地域では蒸気発生量が下がる。 文章: ジョージ・ジョンストン・ストーニー ジョージ・ジョンストン・ストーニー(George Johnstone Stoney FRS、1826年2月15日 - 1911年7月5日)は、アイルランドの物理学者。「基本的な電気の単位量」として電子(electron)という語を導入したことで最も有名。 早くも1874年にはこの語ではなく概念を導入しており、当初は"electrine"と命名していた。electronという名称自体は1891年に造語した。生涯に約75の科学論文を発表した。 文章: マシュー・ボールトン 特許は取ったものの、ワットはエンジンを実用の段階まで開発しないまま、1772年には次の発明に取り掛かる。ボールトンはワットと共同開発を進めた工学研究者ジョン・ローバック博士に貸した1,200イギリスポンドを回収できなくなり、ローバックからワットの特許に対する3分の2の権利を引き取り弁済に当てることに同意。ところがボールトンの共同経営者のフォザギルは事業の権利ではなく現金を受け取ると、エンジン開発にまったく関わろうとしなかった。ボールトンにとってもワットが発明をさらに磨かない限り、引き受けた権利に何のうまみもない。そのころ従来型のニューコメンの蒸気機関は鉱山でわき水のくみあげに使われ、石炭の燃費が悪く坑道が長く伸びるにつれ排水能力が不足。ワットの発明の噂が広がると、新しい蒸気機関が市販されるのではないかと関心を集め、従来型の蒸気機関の買い控えを招いたのである。 ワットの才能を褒めちぎった効果が出てロシア政府から雇い入れたいとの打診があると、ボールトンは辞退するようワットを説き伏せた。特許をとってから5年後の1774年にようやくバーミンガムに呼び寄せ、翌年、共同事業を立ち上げている。その1775年のうちにワットの特許のうち6件は取得してから14年間経ち、手付かずのまま期限切れになるところだったのだが、ボールトンはロビー活動を通じてワットの特許が1800年まで延びるよう、特許期間の延長の法令を議会に作らせる。そのかたわら蒸気機関の改良を進めて鉄加工の匠ジョン・ウィルキンソンの貢献もあり、製品を完成させた (ウィルキンソンはルナー・ソサエティ会員 ジョセフ・プリーストリーと義理の兄弟) 。 1776年に蒸気エンジン2基を完成し、共同事業としてウィルキンソンに1基、ウェスト・ミッドランズ州ブラックカントリーのティプトン鉱山に1基を納品、どちらも正常に稼動してよい宣伝になった。次つぎに注文を受けるとボールトンとワットはあちこちに蒸気エンジンを据え付け、ただしエンジンの完成品はほとんど製造せず注文主に数箇所の製作所から必要な部品を購入させるとソーホーの技術者立会いの下、設置場所でエンジンを組み上げた。利益は蒸気機関を貸し出す形で契約を結び燃費向上の歩合で取る方式を考え出した。従来のエンジンと燃費を比較、節約できた経費の3分の1を向こう25年間受け取るとしたのである。しかし鉱山主は鉱山から出た商品価値の低い石炭を使ってエンジンを動かして燃費を採炭の原価に抑えてしまったため、歩合の設定をめぐって争いになる。また鉱山主は一旦エンジンを設置すると自分の設備だと言い張って毎年の契約更新料の支払いをしぶり、ワットの特許を廃止するように議会に請願すると脅したのである。 ボールトンたちのエンジンの主な市場は鉱物資源の豊かなコーンウォール郡で、取引先は鉱山が多かった。しかし他社との熾烈な競争に加えてウェールズから輸入する石炭価格の高騰など地元の鉱業特有の問題が起こり、年に数ヶ月、最初はワットが、のちにはボールトンが設置場所に立ち会って鉱山主とのトラブルを避けようとする。1779年に雇用した技術者のウィリアム・マードックにエンジン据え付けの現場監督を任せることができてからは、ワットとボールトンはバーミンガムに残って開発に専念できるようになった。 文章: 2ストローク機関 最初の実用的な内燃2ストローク・エンジン(同時に、最初の実用内燃エンジン)となったのは、1858年に開発されたガス燃料機関のルノアール・エンジンである。考案者はベルギー出身でフランスで活動した技術者ジャン=ジョゼフ・エティエンヌ・ルノアール (Jean Joseph tienne Lenoir) で、石炭ベースのガス灯用ガス ("Illuminating gas") を燃料とし、電気点火装置 (double-acting electric spark-ignition) による火花点火方式を用いた。この発明は、1860年にフランスで特許を取得している。小工場での定置動力等には蒸気機関より軽便・簡易で、当時普及が進んでいた都市のガス供給網を利用できるメリットもあって、ある程度普及したが、後世の2ストローク・エンジンのような一次圧縮がなされないため、熱効率は著しく低かった。 文章: ヘンリー (単位) ヘンリー(英: henry、記号:H)は、インダクタンスの単位である。国際単位系 (SI) では組立単位となっている。名称は、アメリカ合衆国の物理学者ジョセフ・ヘンリーから付けられた。ヘンリーは、イギリスのマイケル・ファラデーとほぼ同時期に、それとは独立に電磁誘導を発見した。 文章: ウィリアム・プラウト ウィリアム・プラウト(William Prout、1785年1月15日 - 1850年4月9日)はイギリスの化学者、医師である。「水素の原子量を1とすると,すべての原子の原子量はその整数倍であり,水素原子が他のすべての原子の構成単位である」という「プラウトの仮説」を提案したことで知られる。 文章: アイザック・ニュートン サー・アイザック・ニュートン(英: Sir Isaac Newton、ユリウス暦:1642年12月25日 - 1727年3月20日)はイングランドの自然哲学者、数学者、物理学者、天文学者、神学者である。 主な研究業績としては、現在「ニュートン力学」とも称される古典力学や微積分法の創始があげられる。物質にはたらく力として万有引力の考え方を提唱し、これは天文学を含む古典力学において長く中核的な役割を果たすことになった。現在の国際単位系 (SI)における力の計量単位であるニュートン(英: newton、記号: N)は彼の名に因む。また、光学の発展にも貢献した。アリストテレス以来の古代の自然観から長らく脱却できずにいた自然科学分野において、実験事実を正確に示す定式化に成功し、人類史における科学のひとつの転換点となった。 科学以外の分野では、造幣局長等に任じられ、1717年にニュートン比価および兌換率を定めた。これはナポレオン戦争による兌換停止を経た後も、1821年5月にイングランド銀行により再開された。 文章: アメリカ合衆国の鉄道史 アメリカで最初に一般営業を始めた鉄道は、ボルチモア・アンド・オハイオ鉄道であった。これ以前の鉄道は特定の物品を運ぶためのものであったが、ボルチモア・アンド・オハイオ鉄道は運賃さえ払えば誰でも利用することのできる鉄道であった。これはエリー運河の開通によって、西部との交通がニューヨークへ集まってしまったことに危機感を抱いたボルチモアの商人が、アレゲーニー山脈を越えて西部への運河を建設することが技術的にほとんど無理であったことを解決するために鉄道建設に至ったものであった。1827年2月28日にメリーランド州の特許を得て、1828年7月4日に着工に至った。起工式ではアメリカ独立宣言の署名者で当時唯一生存していた、92歳のチャールズ・キャロル・オヴ・カロルトンが鍬入れを行い、「これは独立宣言への署名に次いで、私の生涯で2番目に重要な出来事だ」と語った。しかしこの鉄道が営業を開始した1830年5月24日の時点ではまだ馬の牽引であった。 ニュージャージー州ホーボーケンに住んでいた元陸軍大佐で弁護士・技術者・発明家であったジョン・スティーブンスは、蒸気鉄道の導入を提唱し、1815年にはニュージャージー州の州議会から鉄道建設の許可を取り付けた。1823年にはペンシルベニア州の州議会からも鉄道建設の許可を取り付けたが、反対も強く、また鉄道建設に必要な資金を集めることができなかった。そこで、スティーブンスは1825年に自宅の庭に円形の線路を敷いて、自力で開発した蒸気機関車を走らせた。これは線路に設けた突起に機関車の歯車を噛み合わせて前進するラック式鉄道で、最高速度は19 km/hほど出した。これがアメリカにおいて最初に走った機関車である。 イギリスでは次第に蒸気機関車とそれによる鉄道が発達しつつあり、この時期にイギリスに視察に行ったアメリカ人の報告により次第にアメリカでも蒸気鉄道への理解が深まりつつあった。重力式鉄道を建設したデラウェア・アンド・ハドソン鉄道でも、インクラインの間にある平坦な区間において牽引に馬ではなく蒸気機関車を用いることを計画した。このためにジョン・ジャービスは部下の技術者であるホレイショ・アレンをイギリスへ送った。アレンはイギリスで、蒸気機関車の実用化をしたジョージ・スチーブンソンと面会し、ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道を見学した。そしてロバート・スチーブンソン・アンド・カンパニーに1両、フォスター・ラストリック・アンド・カンパニーに3両の蒸気機関車を発注してアメリカに持ち帰った。ロバート・スチーブンソン製の機関車は「プライド・オブ・ニューカッスル」(Pride of Newcastle)、フォスター・ラストリック製の機関車は「デラウェア」(Delaware)、「ハドソン」(Hudson)、「スタウアブリッジ・ライオン」と名づけられたが、デラウェアとハドソンについてはその後の記録が残っておらずはっきりしない。またプライド・オブ・ニューカッスルも、解体されて部品取りに使われたものと考えられている。実際にデラウェア・アンド・ハドソン鉄道で走ったのはスタウアブリッジ・ライオンで、1829年8月8日のことであった。機関車の性能は良好であったが、木製のレールや橋梁は機関車の重量に耐えられず、とても実用には耐えないと判断されて、デラウェア・アンド・ハドソン鉄道での蒸気機関車の使用はこの時点では見送られてしまった。 文章: ウィリアム・ランキン ウィリアム・ジョン・マッコーン・ランキン(William John Macquorn Rankine FRSE FRS、1820年7月5日 - 1872年12月24日)は、19世紀イギリス(スコットランド)の機械技師であり、土木工学、物理学、数学の分野でも貢献した。ルドルフ・クラウジウス、ウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)とともに熱力学の創始者であり、特に熱力学の三法則のうち第一法則を中心に研究した。ランキンは、絶対温度目盛を摂氏ではなく華氏で表したランキン温度目盛を開発した。 ランキンは、蒸気機関を含む全ての熱機関の完全な理論を構築した。1850年代、1860年代に出版された基礎工学や実践工学の教科書は、その後何十年にもわたって使用された。ランキンは、1840年以降、科学や工学をテーマにした数百もの論文やノートを発表した。彼の関心は、若い頃は植物学、音楽理論、数論、熟年期には科学、数学、工学のほとんどの主要分野に及ぶなど、非常に多岐にわたる。 また、アマチュアの歌手、ピアニスト、チェリストとしても熱心に活動し、ユーモアのある曲を自作していた。