クエリ: 蒸気機関のコンセプトを活用したのは誰でしょうか?
文章: 鉄道車両の歴史 17世紀の終わり頃から蒸気機関に関するアイデアが出され始め、1698年にイギリスのトーマス・セイヴァリによって初めての蒸気機関である、蒸気圧による揚水機械の特許が取得された。さらに鉱山の排水用として、やはりイギリスのトーマス・ニューコメンにより1712年に初めて実用になる蒸気機関が発明された。この蒸気機関はまだ効率が悪かったため、改良が進められてジェームズ・ワットにより1769年に新方式の蒸気機関が開発された。このワットが改良した蒸気機関がその後広く普及して、産業革命を推し進めていく原動力となった。 蒸気機関を用いて車両を動かそうとするアイデアは古くからあり、フランスのニコラ=ジョゼフ・キュニョーがキュニョーの砲車と呼ばれる蒸気機関で走る自動車を1769年に作って実際に走行させた。また、ワットの助手であったウィリアム・マードックも蒸気自動車の開発を行い、1785年には特許を取得しようとしているが、既に成功して保守的となったワットに妨害されて断念している。 マードックとも関係のあった機械技術者のリチャード・トレビシックは、やはり蒸気自動車の開発に取り組み、ある程度の成功を収めた。その後レールの上を走る機関車の製作に取り組み、1号機は使い物にならなかったものの、1804年2月21日、ウェールズのペナデラン (Pen-y-deren) において2号機の走行試験に成功した。これが世界で初めての蒸気機関車であるとされている。シリンダーは水平に置かれてコネクティングロッドにより大きなフライホイールを通じて2軸の車輪を駆動していた。当時の技術的な制約によりシリンダーは1個しか搭載できず、クランクの死点で機関車が止まってしまうと、人力により死点を外れるまで機関車を移動させなければ再発進できなかった。トレビシックは既に2個のシリンダーの位相を90度ずらすことでこの問題を解決するアイデアを考案し、特許も取得している。しかしレールの強度不足や機械工作の精度の問題などにより、まだ蒸気機関車を実用化することはできなかった。
文章: 第101建設隊 昭和30年代までの日本は道路網が未発達であったが、交通輸送手段としては日本国有鉄道(国鉄)の路線が全国津々浦々に展開しており、有事の際にはこれに依存し最大限活用しなければならなかった。しかし、当時国鉄においては労働運動が活発で、労働争議(ストライキ)が頻発しており、事態を憂慮した陸上幕僚監部は、急遽鉄道専門部隊を設立することを決めた。国鉄から9600形蒸気機関車1両(9677)を購入し、陸軍鉄道連隊が使用していた演習線のうちの、習志野線の一部を取得。列車の運転や整備のみならず、線路の建設・維持、測量・抗朽から架橋、ポイント・信号機の操作等多岐に渡った。島松、霞ヶ浦、古河、桂などの補給処専用線やプラットホームの新設・改修も行った。災害派遣においても国鉄路線の復旧に尽力し、その能力を遺憾なく発揮した。 にもかかわらず僅か6年余りで解隊に至ったのは、急速に進むモータリゼーションに伴う高速道路網の整備と、その趨勢に従い陸上幕僚監部が本隊の意義を予算当局に対し説得出来なかった(下記の通り高額な維持費も一つの要因)といわれている。 動力近代化計画によって国鉄の近代化が進むにつれ、鉄道の動力車の主力は蒸気機関車からディーゼルカーや電車になっていくが、本建設隊の主力機は9600形蒸気機関車であった。電気機関車や電車では架線を攻撃されて破損したときに列車を運行できないことが蒸気機関車を主力機としていた理由である。しかし、9600形蒸気機関車は維持費がかかるため、会計検査院から「防衛費の無駄遣い」と指摘され、本建設隊解散の一つの要因となった。使用していた9600形蒸気機関車は朝霞駐屯地内に保存する話も浮上していたが、輸送費に250万円もかかることがわかり、保存はかなわず、解体された。 文章: フルトン (浮き砲台) フルトンは、世界初の蒸気機関により推進するアメリカ合衆国の軍艦である。米英戦争の際にイギリス海軍からニューヨーク港を守るための浮き砲台として建造されたが、竣工前に戦争が終結したため、実戦で使われることはなく、また以降同様のコンセプトの艦船も建造されなかった。 文章: トーマス・ニューコメン トーマス(トマス)・ニューコメン(Thomas Newcomen、1664年2月24日 - 1729年8月5日)は、イギリスの発明家、技術者であり、鉱山の排水のために、最初の実用的な蒸気機関を建造した。その後の産業革命の動力を担った蒸気機関の実質上の発明者とされている。この蒸気機関は、真空と大気圧との差だけを利用した点で、大気圧機関と呼ばれることもある。生涯にわたって敬虔なプロテスタントのバプテスト信徒であった。 確認された肖像画は見つかっていない。 文章: 蒸気船 世界最初の実用的な蒸気船は、1783年にフランス人であるクロード・フランソワ・ドロテ・ジュフロワ・ダバン ( Claude-Francois-Dorothee, marquis de Jouffroy d'Abbans ) によって作られた。 1788年2月1日に、アイザック・ブリッグスとウィリアム・ロングストリートによって、蒸気船の特許は取得されている。1791年にはアメリカでジョン・フィッチらが蒸気船の特許を得ている。しかし、ロバート・フルトンが、1809年2月11日に改良設計した特許を取得し、商業的に成功した。 ロバート・フルトンは、外輪式蒸気船「クラーモント号」を開発し、1807年8月17日にハドソン川で乗客を乗せた試運転に成功したことでも知られている。このため、一般には(実用的な乗り物としての)蒸気船を発明したのはフルトンだという印象が定着している。 文章: ジェームズ・ワット 彼は事業家としてはあまり有能と言えず、蒸気機関の使用希望者との費用などの交渉を特に嫌った。退職するまでいつも収益状況に敏感な心配性の人物だった。健康にも優れず、神経症の頭痛と鬱屈に悩まされていた。 ワットの下で働いていた技術者のウィリアム・マードックは、コーンウォールに派遣されてこの地方での蒸気機関の設置工事の指導とともに、ワットの持っている特許への侵害の監視にあたっていた。ワットの蒸気機関はせいぜい2 - 3気圧程度で動作しているものであったが、これより高い気圧で動作させるのは危険であるとして、ワット自身が開発を禁じていた。しかしマードックは、ワットの目が届かない地方にいるのを幸いに高圧蒸気機関の研究を重ね、さらに蒸気機関で走る車両を開発して、1785年に特許を取得しようとした。ところが、その噂を聞きつけて様子を見にきたボールトンに見つかってしまい、開発した模型を叩き壊して元の業務に戻されるはめになってしまった。これに危険を感じたワットが自分のそばにマードックを呼び戻し、以降は自分の蒸気機関の改良作業だけに従事するように命じている。ワットは既に成功して、自分の開発した蒸気機関が危険であると思われるのを恐れて、新しい技術である高圧蒸気機関の開発を妨害した側面がある。 この妨害により、蒸気機関車ができるのは1804年のリチャード・トレビシックによるものを待つことになる。一方ワットのそばに戻ったマードックは、それまで給排気に2つの弁を用いていたのを1つに統合できる、D形スライドバルブを開発している。 文章: アイオロスの球 アイオロスの球(アイオロスのたま、aeolipile)またはヘロンの蒸気機関(ヘロンのじょうききかん、Hero engine)は羽根のない簡単な半径流蒸気タービンであり、中央の水容器を熱することにより回転する。チップジェットまたはロケットのように、タービンから蒸気を噴出することにより、その反動力でトルクを生み出す。紀元1世紀ごろ、アレクサンドリアのヘロンがこの装置を文献に記し、多くの文献が彼が発明者だとしている。 ヘロンの描いたアイオロスの球は、世界初の蒸気機関または蒸気タービンとされている。"aeolipile" の語源はギリシア語の "aeolos"(アイオロス)と "pila"(球)で、アイオロスはギリシア神話の風の神である。 アイオロスの球は、紀元前1世紀にウィトルウィウスが『建築について』で記述しているが、回転部分についての描写がないため、同じ装置を描写しているのか、アイオロスの球の元になった装置なのか不明である。 文章: 蒸気タービン 蒸気タービンの基本原理を利用した装置の最初の記録は、アレクサンドリアのヘロン(Hero of Alexandria)によるヘロンの回転球(ヒーロの回転球、アイオロスの球参照)とされている。このヘロンの回転球は反動タービンの原型である。なお、ヘロンの回転球の記録は紀元前100年頃ともいわれているがヘロンの生没年は定かではない。 1629年にはイタリアの技術者ジョバンニ・ブランカ (Giovanni Branca) が、蒸気を羽根車に吹き付けて回転させ歯車を介して動力を伝達し穀物をつく機械を考案している。このブランカの機械は衝動タービンの原型である。 その後、1882年にスウェーデンのグスタフ・ド・ラバル(Gustaf de Laval, 1845年 - 1913年)が衝動式タービンを開発・試作した。1884年にイギリスのチャールズ・アルジャーノン・パーソンズ(Charles Algernon Parsons, 1854年 - 1931年)が多段階反動式タービンを開発・試作し、1889年に発電用に実用化した。1895年にアメリカのチャールズ・ゴードン・カーティス (Charles Gordon Curtis) が二段階多速衝動タービンを開発し、1898年にはフランスのオーギュスト・ラトー(Auguste Rateau)が現在のものの直系の原型にあたるタービンを実用化した。 文章: 扇形庫 扇形庫(せんけいこ)(英:roundhouse)は、鉄道の機関車格納庫の一形態であり、転車台を中心として構築された、扇形の格納庫をいう。 蒸気機関車は前後の区別があるため、進行方向を変えるには機関車の向きを変える必要があった。このため多くの駅に向きを変える転車台があったが、機関区を併設する場合に扇形庫を活用すれば分岐器の数や設置面積を大幅に節約できるため、多くの機関区でこの形が用いられた。 その後、時代が下って電気機関車やディーゼル機関車の時代となった後は、雪かき車などの一部車両を除いて前後転回を必要としなくなったため、転車台とともに徐々に姿を消していき、残存数は少ない。 文章: タンク機関車 タンク機関車と反対に、水・石炭を別の車両(炭水車)に積載する形態のものをテンダー機関車という。なお、蒸気機関車の歴史上においては、テンダー機関車であっても水タンクを設置して、その重量を粘着性能向上に活用する例が、勾配線区用の機関車を中心に見られている。 文章: 魚雷 アルコール(最初はエチルアルコール、後にメチルアルコール)と圧縮空気から蒸気を発生させて推進力とする方式。圧縮空気だけの場合と比較してスピードは増したが、航跡がはっきりしてしまうという欠点があった。アルコール以外に、過酸化水素の分解によって発生する蒸気を用いるヴァルター機関を搭載する魚雷も開発されている。 内燃機関による推進を行う方式の魚雷。1904年頃から開発が始まった。 燃焼で発生する熱を水で冷却していたが、冷却の過程で発生した水蒸気をエンジンに送り込んで推進に活用する方法が見出された。蒸気を利用する魚雷はウェットヒーターと呼ばれ、蒸気を利用しない形式はドライヒーターと呼ばれる。ウェットヒーター式魚雷は、第一次世界大戦から第二次世界大戦にかけて使用された。 文章: フォールリバー (マサチューセッツ州) 1845年までにクィッカシャン川の水力がほぼ最大限に活用されていた。1846年にはプレザント通り外れに近いダムの上に、マサソイト・スティーム・ミルが設立された。しかし、ジョージ・コーリスが蒸気機関を改良して、市内初の大型蒸気動力工場の建設を可能にしたのは、さらに10年以上を経た1895年のユニオン・ミルズだった。 フォールリバーの水深が深い港があることで、綿花の俵や、蒸気機関のための石炭の輸入ができる長所を生かし、完成品も船で出荷できたので、繊維産業の大立て者がその工場立地にフォールリバーを選んだ。最初に開通した鉄道はフォールリバー支線鉄道であり、1844年に法人化され、1845年に開通した。2年後の1847年、ニューヨーク市まで最初の蒸気船定期便が運航を始めた。このフォールリバー・ラインと呼ばれた航路は1937年まで運航され、長い間、ボストンとマンハッタンを結ぶ定評のある交通手段だった。1854年、オールドコロニー鉄道とフォールリバー鉄道が合併し、オールドコロニー・アンド・フォールリバー鉄道となった。 1854年、フォールリバーは市として公式に法人化された。この時の人口は約12,000人だった。初代市長はジェイムズ・バッフィントンだった。 文章: 蒸気船 外輪のアイデアはローマ時代からあった事が確認されているが、人力駆動ではオールの方が適していた。 初期の蒸気船は、船の側面か後ろに石炭を燃料としたレシプロ機関の力によって動く外輪、または外車とも呼ばれる大きな推進器を持った外輪船、外車船(パドル・ホイーラー)であった。この外輪船は正しくパドルで水面を掻くために喫水を一定に保つ必要があったが、水深が浅くても走れるため穏やかな河や沿岸を航行するには適していた。しかし、左右舷側配置の外輪では、駆動軸の設計や製造が簡単な代わり、波浪や流氷などで外輪が破損したり、波高や船体の傾きによって左右の推進力が一定に伝わらないこと、また、効率の低いボイラーが大量に消費する石炭を積む必要がある、といった問題があり、外洋航海には適していなかった。その後、給炭地の整備や蒸気機関の改良などによって航続距離が伸び、外洋を横断できるまでになった。 1829年にフランスのエリアン・ガロウェーは、パドルが常に垂直になるように改良した外輪を考案した。 文章: 佐賀藩 10代藩主・直正(閑叟)以降、藩政改革や西洋技術の摂取に努めた。特に大がかりなリストラを行い、役人を5分の1に削減、農民の保護育成、陶器・茶・石炭などの産業育成・交易に力を注ぎ、藩財政は潤った。 鍋島直正は精錬方という科学技術の研究機関を創設し、鉄鋼、加工技術、大砲、蒸気機関、電信、ガラスなどの研究・開発・生産を行い、幕末期における最も近代化された藩の一つとなった。長崎警備を共にしていた福岡藩と共にいち早く牛痘ワクチンを輸入し、嫡子直大に種痘を施すことで普及に努め、当時は不治の病であった天然痘根絶を成し遂げる先駆けになった(ちなみに秋月藩の藩医である緒方春朔が、ジェンナーの牛痘法成功にさかのぼること6年前に秋月の大庄屋・天野甚左衛門の子供たちに人痘種痘法を施し成功させている)。嘉永2年(1849年)に日本最初の製鉄所を完成させた。黒船来航の前年にあたる1852年には、築地反射炉を本格的に稼動させる。黒船来航の半年前、プチャーチン率いるロシアの使節団が長崎に寄港し、模型蒸気機関車を披露する。この公開から得た情報を元に、精錬方のトップエンジニアである石黒寛次、中村奇輔、田中久重らが蒸気機関車と蒸気船の製造を試み、成功している(蒸気機関車模型は現在鉄道記念物に制定されている)。1853年に幕府が大船建造の禁を緩和すると、オランダに軍艦を発注した。また、領内に三重津海軍所を設置して、安政年間には西洋式蒸気船の建造計画をたて、慶応元年(1865年)には日本最初の実用蒸気船「凌風丸」を進水させ、有明海内の要人輸送に活用している。1855年に長崎海軍伝習所が作られると、学生を派遣した。慶応2年(1866年)には当時の最新兵器であるアームストロング砲をほぼ自力で完成させたと称し、藩の洋式軍に配備した。アームストロング砲製造の事実については異論があるが、アームストロング砲の製造の成功に言及しているのは、からくり儀右衛門こと田中久重であるため全く根拠がない訳ではない(アームストロング砲参照)。その他、四斤砲の製造と実用化に成功し、後に品川台場に施された砲台にも利用された。 軍政改革について、文久3年(1862年)9月と10月に評議を行い、従来の「与私」・「備」体制を解体して洋式銃砲隊の編成を指向した。しかし第一次長州戦争で家臣団編成の不備を体験し、慶応元年(1865年)に実戦に即した以下の軍政改革を行った。 文章: フェリックス・デュ・タンプル この飛行機は1878年のパリ万国博覧会で展示された。 デュ・タンプルは、その独自に開発した蒸気機関に依って、後にシェルブールで"Gnrateur Du Temple S.A." という企業を創立した。この企業は大成功を収めた。蒸気機関の設計はフランス海軍に採用され、フランス最初の水雷艇を推進させるために使われた。 (フランス語)"L’opinion est faite aujourd’hui sur la chaudire Du Temple parmi les officiers et les ingnieurs. Tout le monde proclame ses qualits suprieures... les commandes affluent de nos ports de commerce et de la part du gouvernement franais." Revue Maritime 1888 (日本語訳)「今日では、士官や技師たちはデュ・タンプルの蒸気機関について自説を持っている。誰もが、その品質が優秀であると言明している。商業港からもフランス政府からも注文が続々と押し寄せている。」 - "Revue Maritime 1888"より) 文章: 蒸気機関 蒸気機関(じょうききかん)は、ボイラーで発生した蒸気のもつ熱エネルギーを機械的仕事に変換する熱機関の一部であり、ボイラ等と組み合わせて一つの熱機関となる。作業物質である水を外部より加熱する外燃機関に分類される。 蒸気機関には、蒸気をシリンダに導き、ピストンを往復運動させる往復動型のものと、蒸気で羽根車をまわすタービン型のものとが存在する。本稿では主として往復動型のものを説明する。タービン型のものについては蒸気タービンを参照のこと。