複合機関車

複合機関車は、蒸気を2段階以上で膨張させるタイプの蒸気機関である複合エンジンによって駆動される蒸気機関車です。 ^{[1] [2]}機関車は複合化の1つの応用例にすぎません。例えば、船舶では2段階や3段階が使用されました。^[3]

1880年代初頭から鉄道機関車で複合化が普及し、1890年代までには一般的になりました。ドイツ、オーストリア、ハンガリー、米国で、主に2気筒および4気筒の複合機関車が多数製造されました。メンテナンスの必要性が増すと認識されたため、人気は低下しました。とはいえ、複合マレットはノーフォーク・アンド・ウェスタン鉄道で1952年まで製造され、さらに重要なことに、複合機関車は1970年代の蒸気機関車の終焉までフランスで設計および製造され続けました。フランスの鉄道エンジンの複合化は非常に高度に発達し、最終的には高圧段と低圧段の間に再加熱器が組み込まれ、過熱装置も初めて使用されたため、フランスはこれまでに製造されたどの蒸気機関車よりも高い出力対重量比と最高の馬力対火格子面積比を達成しました。

複式エンジンの通常の配置では、蒸気はまず 1 つまたは 2 つの高圧(HP)シリンダーで膨張し、その後熱を放出して圧力をいくらか失った後、より大容量の低圧(LP)シリンダー (または 2 つ以上) に排出され、熱力学サイクルの膨張部分が延長されます。シリンダーは、単純膨張機関車の通常の配置では「並列」で動作しますが、これとは対照的に「直列」で動作すると言えます。複式のピストン推力をバランスさせるには、通常、LP シリンダーの直径を大きくしたり、ストロークを長くしたりして、HP:LP シリンダーの容積比を慎重に決定する必要があります。非凝縮エンジンでは、HP:LP 容積比は通常 1:2¼ です。ギア付き機関車では、LP ピストン速度を上げることでシリンダー容積をほぼ同一に保つことができます。 複式は、あらゆる多重膨張エンジンを指す場合があります。^[4]二重、三重、四重という用語によって、さらに理解が深まります。 1933年、アメリカン・ロコモティブ・カンパニーとデラウェア・アンド・ハドソン鉄道によって、LFLoreeと名付けられた実験的な三段膨張式機関車が製造された。^{[5] [6]}

複動化によって得られる主な利点は、燃料と水の消費量が減ること、排気弁が開く前にシリンダー内で膨張が大きくなるため出力重量比が高くなり効率が向上することです。また、トルクがスムーズになり、多くの場合、乗り心地が優れ、その結果、線路や走行装置の摩耗が少なくなります。勾配が急で車軸荷重が低い場合、複動機関車が最も実行可能なソリューションであるとよく考えられていました。

複合機関車の設計には、他の機関車以上に熱力学と流体力学をしっかりと理解する必要があります。これらの知識が不足していたため、特に 20 世紀初頭には、最適とは言えない設計が多く生まれました。複合設計の長い蒸気サイクルは、特に長い通過中に温度低下と蒸気の凝縮に敏感でした。1929 年以降、古い機関車を改造する際に、アンドレ シャプロンは、蒸気回路を通る流れを改善し、同時に大型の過熱装置を設置して蒸気の初期温度を上げて低圧シリンダーの凝縮を遅らせることで、ほとんど「魔法のような」パワーと経済性の向上を安価に実現することができました。

深刻な凝結を防ぐため、LNERは不十分な高圧過熱を補うために水管ボイラーの10,000番に再過熱を施した。 ^[7]パリ＝オルレアン鉄道は、高圧段と低圧段の間に再過熱を備えた2-12-0の実証用機関車、160-A1号（1948-51年に試験）を設計した。また、Chapelon ^{[7]によると複合機関車ではこれが初めてだったと考えられている、高圧/低圧シリンダーの両方に蒸気ジャケットを取り付けた。再過熱は、Portaのプロトタイプ}4-8-0改造版「La Argentina」（アルゼンチンで同時期に試験）でも行われた。単純膨張の支持者は、シリンダー内で早期に遮断することで各ピストンストロークで少量の蒸気を膨張させ、複式膨張や多シリンダー単一膨張の複雑さと初期費用を回避できると主張しているが、これは現在も議論が続いている。

構成は多数ありますが、HP および LP ピストン ストロークの位相がどのように調整されるか、つまり HP 排気が HP から LP に直接通過できるかどうか (ウルフ コンパウンド)、または圧力変動によって蒸気室またはレシーバーと呼ばれるパイプの形の中間「バッファー」スペースが必要になるかどうか(レシーバー コンパウンド) に応じて、2 つの基本タイプを定義できます。

複合システムの永遠の課題は始動です。すべてのシリンダーが重量を支えるには、高圧シリンダーを短絡させて減圧した蒸気を低圧シリンダーに直接送る何らかの方法が必要です。そのため、特許取得済みの複合システムの多くは、特定の始動配置と関連しています。de Glehn 4 シリンダー システムは、おそらく今でも最も洗練されたシステムで、独立した高圧および低圧カットオフと、独立した動作または高圧グループと低圧グループの組み合わせを可能にするランタンと呼ばれる回転バルブを備えています。他のほとんどのシステムでは、さまざまな種類の始動バルブが使用されています。もう 1 つの基準は、2 つのグループのバルブ ギアが完全に独立しているか、何らかの方法で連結されているかです。

• 2つのシリンダー、交互に高圧と低圧 - 「連続膨張機関車」（サミュエル/ニコルソン）^[8]
• 高圧 1 つ、低圧 1 つ - これらは通常「クロスコンパウンド」設計と呼ばれ、多くのバリエーションがあります ( Mallet -1、Vauclain、Von Borries -1、Lindner、Gölsdorf -1、Herdner)

• 2 つの高圧、1 つの低圧 (フランシス ウィリアム ウェッブ)
• 1 高圧、2 低圧 (ソヴァージュ、クローゼ、ワイアーマン、ウォルター・マッケルシー・スミス、サミュエル・ウェイト・ジョンソン、リチャード・ディーリー、アンドレ・シャペロン、リヴィオ・ダンテ・ポルタ)

• 1高​​圧、2低圧; 高圧は高圧ボイラーの過熱から、低圧は高圧排気と低圧ボイラーの過熱との混合から（カナディアン・パシフィック）^[9]

• 高圧 1 つ、中圧 1 つ、低圧 1 つ (リビオ ダンテ ポルタ)

• 高圧 1 個、中圧 1 個、低圧 2 個 (LF Loree)

• 高圧 2 台、低圧 2 台 (de Glehn、Barbier、Von Borries-2、Golsdorf-2、Vauclain-1&2、MalletおよびMeyer 連節機関車)

• 高圧2個、低圧4個（シャペロン）

これらは、複数の車軸に駆動をずらして配置することも、1 つの車軸に集中させて直列に配置することも、HP と LP が共通のクランクを駆動する直列配置にすることもできます。後者のシステムは、20 世紀初頭の米国で、特にサンタフェで多く採用されました。

コーンウォールのニューコメンのエンジン製作者の孫であるジョナサン・ホーンブロワーは、 1781年に二重シリンダー複合往復ビームエンジンの特許を取得しました。ジェームズ・ワットは自身の特許が侵害されていると主張し、それ以上の開発を阻止しました。^[10]

非効率につながる単膨張式蒸気機関の継続的な加熱と冷却の程度を軽減する方法は、 1804 年にイギリスの技術者アーサー・ウルフによって発明されました。ウルフは 1805 年に定置式ウルフ高圧複合エンジンの特許を取得しました。

記録に残る最初の複合鉄道機関車の設計はトーマス・クラドックのもので、彼は1846年に凝縮複合機関車の設計の特許を取得しました。^{[11] : 9–10}

1850年にイギリス特許番号13029がイースタン・カウンティーズ鉄道の技師ジェームズ・サミュエルに与えられた。これは蒸気機関車の複合方式である「連続膨張機関車」に関するものであるが、このアイデアは線路の運転手ジョン・ニコルソンから出たものと思われる。このシステムでは、2つのシリンダーが交互に高圧と低圧になり、切り替えは各ストロークの途中で発生する。2台の機関車（1台は旅客用、もう1台は貨物用）がこのシステムに改造されたが、その後の例はなかった。^[12]

上記の機関車が厳密に言えば複合機関車であるかどうかは議論の余地がある。最初に認識できる複合機関車は、エリー鉄道のNo.122で、1867年にJFレイの特許番号70341に従ってタンデム複合シリンダーを装備した普通のアメリカ型であった。^[13]この機関車のその後の活躍については何も知られておらず、再現されたようには見えない。

最も単純な形式の複合機関車には2つのシリンダーがあり、片側に高圧シリンダー、もう一方に低圧シリンダーがある。この名前は、機関車全体で高圧シリンダーから低圧シリンダーへの蒸気の流れを反映している。複合機関車の初期の試みのほとんどはクロス複合設計のバリエーションであり、有名なものとしてはバクスター（1870年）とハドソン（1873年）のものがある。^{[11] : 12}もう1つはアナトール・マレット によるもので、彼は1876年にバイヨンヌ・アングレット・ビアリッツ鉄道向けに一連の小型2シリンダー複合0-4-2タンク機関車を導入した。これらは完全に成功し、長年にわたって稼働した。

クロスコンパウンド機関車には、HP シリンダーが「中央」で停止すると機関車が始動できないという基本的な設計上の問題があります。この問題を解決するために、実用的なクロスコンパウンド機関車はすべて、始動時に HP 蒸気を LP シリンダーに取り込めるようにする始動バルブを備えています。このバルブは、機関車の運転手が手動で操作する場合もあれば、自動で操作する場合もあります。自動で操作する場合、バルブは「インターセプト バルブ」と呼ばれることがよくあります。クロスコンパウンド機関車のさまざまな形式の主な違いは、インターセプト バルブの設計と操作にあります。

クロスコンパウンド機関車の 2 つ目の設計上の問題は、エンジンがショート カットオフで作動すると、蒸気が高圧シリンダーで完全に膨張し、低圧シリンダーで作業が行われないため、エンジンに不均等な応力が生じることです。この問題は、エンジンに 3 個または 4 個のシリンダーがあれば回避できます。これが、次のタイプの開発を推進する要素でした。

マレットはまた、高圧と低圧を独立して分割駆動する複合方式の構想も練った。その中には、結局製造されなかった単一の固定シャーシを持つものや、高圧シリンダーを搭載した固定後部シャーシと、連結式の低圧前部エンジンユニットを持つものもあった。後者の配置は世界中で採用された。最初の適用は、1889年のパリ博覧会のためにドコーヴィル社が特別に製造した600 mmゲージの機関車シリーズだった。この設計は、1900年にB&O No. 2400で北米の鉄道に導入され、そこで急速に人気を博した。米国の実践は、同じ連結式配置を使用しながらも、複合をなくした「シンプル・マレット」へと進んだ。シンプル・マレットと複合マレットの両機関車は、蒸気機関の終焉まで存続した。

マレットの前述の固定軸距分割駆動方式は、実際には採用されなかったものの、英国のフランシス・ウェッブに影響を与えた可能性がある。1878年に古い単動駆動装置を2気筒複合装置に改造して試験した後、彼は1882年に同様の分割駆動装置を備えた最初の実験クラスを発表した。これは連結されていない駆動輪を備えた3気筒複合装置で、2つの小さな外側の高圧シリンダーが、フレーム間の1つの大きな低圧シリンダーに排気する。他の同様のクラスがそれに続き、徐々に大型化していった。連結されていない駆動輪は、機関車が事前に列車にバックしていた場合、始動時に2対の車輪が反対方向に回転する可能性があるため問題があった。この配置はスペース不足のために採用されたと思われるが、タプリンは^{[どこで? ]、}ウォルシャートのバルブ装置が取り付けられていれば、駆動輪は通常の方法で連結できたはずだ と指摘している。

車輪配置は、2-2-2-0、2-2-2-2、2-2-2-2T、2-2-4-0T、0-8-0 と様々でした。最後の 0-8-0 は貨物用機関車で、このタイプですべての車輪が連結されている唯一の機関車でした。ウェッブの次の段階は、2 つのクラスの 4 気筒複合 4-4-0、1 つの 4-6-0 タイプ、そして最後にさらに多くの 0-8-0 で構成されていました。後者はウェッブの複合機関車の中で最も成功したと考えられており、いくつかは 1920 年代まで元の状態で使用されていました。

1889年、ボールドウィン機関車工場のサミュエル・M・ヴォークレインがヴォークレイン複合機関車を考案した。この設計では、機関車の従来の単膨張エンジンが占めていたスペースに二重膨張エンジンを取り付け、従来のギアを備えた単一のピストンバルブを使用して高圧シリンダーと低圧シリンダーの両方を制御した。高圧シリンダーは低圧シリンダーの上または下に配置でき、それぞれに共通のクロスヘッドに接続された独自のピストンロッドがあり、シリンダーの各ペアに1つのコネクティングロッドとクランクが必要だった。^[14]かなりの燃料効率が達成されたが、メンテナンスの難しさからこのタイプの機関車は廃止された。ほとんどが従来のエンジンに改造された。

タンデム コンパウンドは、 1867 年にエリー鉄道で初めて登場しました。ヴォークレイン コンパウンドと同様に、タンデム コンパウンドでは、高圧シリンダーと低圧シリンダーの各ペアが共通のクロスヘッド、コネクティング ロッド、クランクを駆動しますが、ヴォークレイン コンパウンドとは異なり、シリンダーは互いに前後に取り付けられています。前方シリンダーの後壁は通常、後方シリンダーの前壁です。後方シリンダーのピストン ロッドは通常の方法でクロスヘッドに接続されますが、前方シリンダーのピストン ロッドは 2 つの形式のいずれかになります。後方シリンダーのピストン ロッドが前方に延長されて前方ピストンも運ぶか、前方シリンダーが低圧シリンダー (したがって、後ろの高圧シリンダーよりも直径が大きい) である場合は、共通のクロスヘッドに到達するために高圧シリンダーの上下または両側を通過する 2 本の長いピストン ロッドを持つことができます。^[15]

イギリスには、3 台のタンデム複合機関車があった。最初のものは、ノース ブリティッシュ鉄道の 224 号で、1871 年に4-4-0単純膨張式機関車として製造され、 224 クラスの先駆けとなった。1885 年にタンデム複合に改造されたが、1887 年に単純膨張式に戻された。複合機関車であるため、高圧シリンダーの直径は 13 インチ (330 mm) で、直径 20 インチ (510 mm) の低圧シリンダーの前に配置され、共通ストロークは 24 インチ (610 mm) であった。他の 2 台は、グレート ウェスタン鉄道(GWR)の2-4-0 機関車で、1886 年 2 月に標準軌用に製造された7 号と、 1886 年 5 月に広軌用に製造された8 号であった。 7号機の高圧シリンダーの直径は15インチ (380 mm)、低圧シリンダーの直径は23インチ (580 mm) であった。8号機のシリンダーは若干小さく、高圧シリンダーは14インチ (360 mm)、低圧シリンダーは22インチ (560 mm) であった。GWRの両機関車とも、低圧シリンダーは前方にあり、ストロークは21インチ (530 mm) であった。7号機は1887年に運行を中止し、1890年に解体された。8号機は試験運行中に故障し、定期運行には投入されず、1892年に部分的に解体された。両機関車は1894年に標準軌の単純膨張式4-4-0としてリニューアルされた。^{[16] [17] [18]}

第一次世界大戦以前のアメリカでは、タンデム複合機関車は非常に一般的で、サンタフェ鉄道などの一部の鉄道会社では、複数の車輪配置の機関車が多数存在していました。大型のタンデム複合機関車の特徴は、煙室の両側に「A フレーム」クレーンが取り付けられていることで、後部シリンダーの修理が必要になったときに前部シリンダー (通常は LP シリンダー) を取り外すことができました。

フランスの鉄道で古くから親しまれてきた形式に、4気筒の de Glehn 複合機関車がある。プロトタイプの Nord 701 は、2-2-2-0 の機関車であり、SACM (アルザス機械建設会社)の技術者であるAlfred de Glehnが設計し、Nord Railway の主任技術者であるGaston du Bousquetが発注した。 ^{[19] [20]}この機関車は、駆動輪が連結されていない 4 気筒レイアウトで、表面的には Webb 複合機関車に似ているが、内側の HP シリンダーが先頭の駆動車軸を駆動し、外側の LP シリンダーが従車軸を駆動する点が異なる。 1891年に、2台の量産型機関車、ノール2.121と2.122が、デュ・ブスケの主張によりシリンダーの位置が反転した状態で、つまり高圧が外側、低圧が内側の状態で運行開始されました。そのうちの1台は当初、以前と同様に駆動車軸が連結されていませんでしたが、この配置は連結バージョンよりも劣ることが判明しました。

この形式は、アクセスしやすいようにフレームの内側に沿ってロッドとバルブ装置のレイアウトを改良したデュ・ブスケによって大幅に改良された。後に彼は、スロットルを減らすための蒸気通路の研究を行い、それが27年後のシャペロンの研究への道を開いた。これは非常に効率的なレイアウトとなり、フランス、ベルギー、ドイツ、イギリスの多くの鉄道会社によって模倣された。^[21]

そのため、de Glehn 型は、国内外での使用のために、さまざまな車輪配置でフランスで大量に製造されました。ドイツとベルギーでもいくつかが製造されました。その多くは長期間使用されました。1909 年に導入され、クレイユに駐留していた 4-6-0 230.D  [fr]機関車は、1960 年代後半でもパリ北駅でよく見られました。

4-4-2 型のうち 3 台がグレート・ウェスタン鉄道によって購入された。1台は1903年に、2台はやや大型で、機関車監督のジョージ・ジャクソン・チャーチワードの指揮下で 1905 年に購入され、比較試験に使用し、チャーチワード自身の設計と比較試験された。後のド・グレンの複合機関車との比較のため、4 気筒の単純な 4-4-2 機関車40 号ノース・スターが特別に製造された。これらの試験の結果、グレート・ウェスタンはフランスの慣習を数多く採用したが、ド・グレンの複合システムはその中には含まれていなかった。1904 年にペンシルバニア鉄道はペンシルバニア鉄道で「フレンチ・アリストクラット」と呼ばれるノルド・アトランティックのコピーを注文したが、軽量すぎて牽引力が低く、出力不足となった。この機関車は 1912 年に廃車となった。^[22]

ニュージーランドでは、1906 年に現地で製造されたNZR A クラスと1908 年に製造されたNZR X クラスがde Glehn 複合機関車でしたが、後にほとんどが単純な過熱機関車に改造されました (A クラスは 2 気筒のみ)。

ロシアでは、1906年からプチロフ社（後のキーロフ工場）が4気筒のU型機関車を製造した。2つの高圧シリンダーはフレームの外側に配置され、2つの低圧シリンダーはフレームの内側に配置されていた。U型機関車のうち1両はU-127として現存しており、モスクワ鉄道博物館に保存されている。

グラスゴーのノースブリティッシュ ロコモティブ カンパニーは、 1906 年にインドのベンガル ナグプール鉄道向けにデ グレン コンパウンドを製造しました。このコンパウンドは水上輸送に非常に効果的で経済的でした。1929 年にはさらに大型の機関車が製造されました。

1900年、イタリアの技術者エンリコ・プランチャーは、新しくて興味深い複合エンジンの設計を開発し、これが初めてレーテ・アドリアティカ500クラスの急行機関車に採用されました。このエンジンは、非対称の4気筒設計であることが特徴で、高圧シリンダー2個と低圧シリンダー2個が一緒にまとめられ、各シリンダーには1つのピストンバルブが取り付けられ、2つのシリンダーの反対側に同時に蒸気を送り込んでいました。このクラスのプロトタイプは、1900年にパリで開催された国際鉄道会議で発表され、大きな成功を収めたわけではありませんでしたが、興味を持って見守られました。しかし、長い目で見ると、非対称設計はシンプルであるものの、機関車の両側の作業を均等にすることが難しく、ハンチングを引き起こすため、かなり扱いにくいことが判明しました。プランチャーエンジンは、 FSクラス680急行機関車やFSクラス470大型貨物機関車など、いくつかのフェロヴィエ・デッロ・ステート設計で再び使用されたが、過熱装置が広く採用された後は、それ以上の適用は承認されなかった。^{[23] [24]}

1929 年以降、アンドレ・シャプロンが行った前述の有名な改造は、ほとんどがド・グレンの複合機関車でした。シャプロンは、ガストン・デュ・ブスケやマルク・ド・カソなどの他のフランス人技術者とともに、これらの機関車の性能を最高レベルにまで引き上げました。

ミュンヘンのマフェイ社も、主にボリーズの後期システムを採用したドイツの4気筒複合機関車（S 3/6など）の大部分を製造した。ドイツ国鉄による単純な拡張を強制する広範な標準化政策にもかかわらず、1908年設計のマフェイ パシフィックは少数ながら、車軸荷重制限の厳しい丘陵路線に不可欠であると考えられ、1931年まで新造された。

リヴィオ・ダンテ・ポルタは1948 年に「アルゼンティーナ」のためにシャペロンの 4700/240P の改造からインスピレーションを得ました。これは彼の最初の作品で、古い英国製のメートルゲージ パシフィックを未来的な 4-8-0 に改造した 4 気筒複合機でした。

歴史的に重要なもう 1 つの構成もフランスに起源を持つが、数は少ない。3 気筒の複合機関で、外側の 2 つの LP シリンダーが 90° に設定され、フレーム間の 1 つの HP シリンダーから電力が供給され、クランクは他のシリンダーから 135° に設定されている。この機関車は、エドゥアール・ソヴァージュの設計により、1887 年にフランス北鉄道の試作機に初めて組み込まれた。Nord 3.101  [fr] は1 台のみの運行となったが、それでも 42 年間使用された。

イギリス北東鉄道では、1898年にウォルター・マッケルシー・スミスの設計による同じレイアウトの4-4-0複合機関車の試作機1619号機（NERクラス3CC ）が登場した（この機関車自体は、1893年のウォースデル/フォン・ボリーズの2気筒複合試作機から改造されたものである）。^{[25]これが、}サミュエル・ウェイト・ジョンソンがミッドランド鉄道向けに設計したミッドランド鉄道1000クラス機関車の最初の5両の基礎となった。1905年以降には、スミスの装備品をすべてレギュレーターに組み込まれた簡素化された始動装置に置き換えた拡大版が40両続いた。これはジョンソンの後継者であるリチャード・ディーリーの設計によるものである。オリジナルのジョンソン機関車は1914年以降ディーリー複合機関車として改造され、過熱装置が取り付けられた。

1923年にロンドン・ミッドランド・アンド・スコティッシュ鉄道が設立され、構成会社の機関車との比較試験が行われた後、ミッドランド・コンパウンドが最良と判断され、若干の改良を加えたLMSコンパウンド4-4-0が1925年から1932年にかけてLMS標準クラス4急行機関車として採用され、最終的に合計245台の機関車が製造された。LMS機関車は、特に旧LNWR区間ではミッドランド鉄道構成会社によって課された運行方法と密接に関連していたため、広く受け入れられたわけではなかったが、スコットランドでは、深刻な特急機関車の問題の解決策として受け入れられ、一般的に好評だった。

1932 年、ダブリン - ベルファスト急行列車用に、ベイヤー・ピーコック・アンド・カンパニー社がGT グローバーの設計に基づいて、同じ基本パターンで 5 台の大型 3 気筒機関車をグレート・ノーザン鉄道 (アイルランド) 向けに製造しました。保存されている例としては、復元されたプロトタイプのミッドランド・コンパウンド 1000 (BR 41000) と、グレート・ノーザン鉄道 (アイルランド) の 85 号マーリンがあります。

1896年から、ウェイマンは、スイスのジュラ・シンプロン間の勾配の厳しい路線向けに、分割駆動と120°クランクを備えた3気筒2-6-0型を導入し、最終的に147台が製造されました。

シャペロンの中止された戦後の機関車更新プログラムには、3気筒のソヴァージュ複合機関車の全範囲が含まれていた。実現したのは242A 1のみで、1946年に不成功に終わった4-8-2 3気筒単純機関車から再建された4-8-4プロトタイプだった。242A 1はおそらく史上最も重要な複合機関車で、わずか145.6トンのエンジンユニットで5,300気筒馬力（4,000kW）という驚異的な出力を発揮した。^[26]史上最も効率的な蒸気機関車の1つで、3,000馬力（2,200kW）で石炭消費量はわずか850g/hp（1.1g/W）、水消費量は6.45L/hp（8.6mL/W）だった。^[26]典型的な単純拡張型機関車は、同じ出力を生成するためにこれらの量の約2倍を消費する可能性があります。

アルゼンチンの技術者LD Portaは、HP シリンダーを左側に配置した、およそ 120° のクランク設定 (最終的な設定は経験的に決定されることになっていた) のレイアウトを、すべて多重膨張式を使用し、一部はこの 3 シリンダー複合システムに従った、新造の近代的な蒸気機関車用に完全に開発した。これらには、2-10-0ホイール配置の機関車が含まれ、そのうちの 1 台は米国の高速貨物作業用であり、高圧の 3 重膨張機であった。このレイアウトは奇妙に思えるかもしれないが、ピストン推力の均一化と蒸気通路の配置の観点から、多くの利点があった。適切な保守と操作手順を踏めば、このような機関車は現代の牽引方法と競合できると主張された。他のプロジェクトは、小型の 2 シリンダー複合用で、特にキューバのサトウキビ農園向けの、バガスを燃焼させる機関車であった。

英国では、複合化は鉄道よりも道路機関車（蒸気ローラー、牽引エンジン、蒸気トラック）で広く使用されていました。通常の配置は高圧シリンダー 1 つと低圧シリンダー 1 つ（ダブル クランク複合）でしたが、重ね合わせた Vauclain スタイルのシングル クランク複合タイプも存在しました。

• ファン リームスダイク、JT (1994)。複式機関車: 国際調査。ペンリン: アトランティック・トランスポート・パブリッシャーズ。ISBN 0-906899-61-3。

ウィキメディア・コモンズには、複合蒸気機関車に関連するメディアがあります。

• ウィンチェスター、クラレンス編 (1936)、「化合物の進化」、世界の鉄道の驚異、pp. 1046-1051複合機関車の発展に関する図解説明