エンジンを吹く

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固定式蒸気エンジンまたは内燃エンジンで、空気圧縮機よりは低いが遠心ファンより高い圧力で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送風を提供するために使用されます。

最初の送風エンジンは、水車で駆動されるふいごである送風室でした。

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、近くには適切な水力がない可能性があります。また、干ばつによって水の供給が途絶えたり、炉の需要が増大して利用可能な水容量を上回ったりするリスクもあります。

これらの制限により、揚水ではなく発電に使用された最も初期の蒸気エンジン、つまり揚水エンジンが生まれました。このエンジンでは、蒸気ポンプを使用して水を汲み上げ、その水で水車を駆動して機械を動かします。水車から出た水はポンプによって戻されます。これらの初期の蒸気エンジンは水を汲み上げることのみに適しており、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]。

初期の蒸気原動機はビームエンジンで、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）になった。これらは両方とも送風エンジンとして使用されており、通常は空気シリンダーを蒸気シリンダーからビームの遠端に連結していた。ジョシュア・フィールドは1821年にストウアブリッジのフォスター・ラストリック＆カンパニー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動かしていた。

後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、これはエンジンにもっと均一な動作を与えるのに役立った。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渓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」がある。^{[4] [5]}これらは、一対の単気筒凝縮ビームエンジンで、それぞれが独自のビームで空気シリンダーを駆動するが、1つのフライホイールを2つで共有している。装飾的なドーリア式アーチが特徴的である。^{[6]このエンジンの稼働寿命は長く、1851年から50年間、}リレスホール社のプライアーズリー炉の送風機として主力で使用され、^{[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、時折稼働していた。^[9]

上に示した大型の垂直送風エンジンは、1890 年代にミルウォーキーの EP Allis 社 (後にAllis-Chalmers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) は 84 インチ (2.1 m)、ストロークは両方とも 60 インチ (1.5 m) です。

蒸気シリンダーにはレイノルズ・コーリス弁装置があり、クランクシャフトに対して直角に、下部のベベル駆動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通常のようにフライホイールと平行ではなく、直角になっ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ように改良されたトリップギアを搭載した。^[11]空気弁もこの同じシャフトの 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スムーズにするために存在します。調整を可能にするために、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。この上には空気ピストンへの 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、一対のコネクティング ロッドが下方および後方に駆動して、リターン コネクティング ロッド エンジンを構成します。

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会社の一つでした。^[12]通常は単気筒の巨大な水平エンジンが高炉ガスを燃焼しました。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、どちらもそのようなエンジンの有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し、設置しています。^[14]

第二次世界大戦後、高炉が再装備された際、好まれた動力源はディーゼルエンジンか電気モーターのいずれかでした。これらは両方とも回転出力を持っており、大量の空気を処理できる当時の遠心ファンの開発とうまく連携しました。往復蒸気吹き込みエンジンは、すでに使用されていた場所では引き続き使用されていましたが、戦後にはほとんど設置されませんでした。これらの古い工場は1950年代に閉鎖され始め、1970年代には 西部全体で数が劇的に減少しました。この形式の吹き込みエンジンは現在では珍しいものです。

ビーム吹き出しエンジン^{[4] [5]}と垂直エンジン^{[5]の両方の例は、}アイアンブリッジ渓谷のブリスツヒル野外 博物館で見ることができます。ビームエンジン「デイビッド＆サンプソン」は指定記念物です。^[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年製のボウルトン・アンド・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)高速道路の始点にある交通島、ダートマスサーカスを飾っている（上の写真参照、位置：52°29′33″N 1°53′17″W / 52.492537°N 1.888189°W / 52.492537; -1.888189）。

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