マレット機関車

マレット機関車は、スイスの技術者アナトール・マレット（1837年 - 1919年） によって発明された複合 連節式 蒸気機関車の一種です。

機関車の前部は台車に連結されています。複合蒸気システムは、ボイラー圧力の蒸気を高圧シリンダーに供給し、後部の駆動輪セット（ボイラーに固定接続）を駆動します。これらのシリンダーからの排気蒸気は低圧受容器に送られ、次に低圧シリンダーに送られ、機関車の前部に向かって旋回台車の駆動輪に動力を与えます。

加圧蒸気は、複合エンジンで使用するとより効率的に機械エネルギーに変換されます。このようなエンジンでは、ボイラーからの蒸気が高圧 (HP) シリンダーで使用され、次に減圧された状態で 2 番目のシリンダー セットで使用されます。低圧蒸気はより大きな容積を占め、低圧 (LP) シリンダーは高圧シリンダーよりも大きくなります。^{[引用が必要]}

3 段階目 (3 倍の膨張) を採用することもできます。複合化は、1781 年にイギリスの技術者Jonathan Hornblowerによって提案されました。

アメリカの技術者WSハドソンは1873年に鉄道機関車用の複合システムの特許を取得しました^[1]。このシステムでは、火からの高温ガスに囲まれた中間受器を提案し、低圧蒸気を部分的に過熱しました。

マレットは、従来の蒸気機関車の構成に高圧シリンダー1つと低圧シリンダー1つずつを持つクロスコンパウンド方式を提案した。^[2]彼は1874年にこの方式の特許を取得し、1876年に特許に基づく最初の機関車であるバイヨンヌ・ビアリッツ鉄道向けの0-4-2 Tが製造された。ヨーロッパ大陸の鉄道向けにも数台が続いた。^[3]

ロンドン・アンド・ノース・ウェスタン鉄道の機関車技師であるFW・ウェッブがこのアイデアを採用し、1879年に既存の機関車の一部を改造した。その後、 1880年代にはデ・グレンらが、1890年代には数人のアメリカ人技術者が垂直ボイラー式鉄道車両の応用を含めた改造を行った。^[3]

マレットは、一般的な幹線鉄道が彼のアイデアを採用したがらないことに気づいた。1884年に彼は連接と複合化の組み合わせを提案した。これは、軽微な設計の二次線で、軸荷重とサイズが制限されている機関車に、より大きなパワーを与えることができる。彼がフランスで取得した特許162876号では、2つは大、2つは小の計4つのシリンダーが指定されており、1組のシリンダーは2つまたは3つの固定車軸に作用し、もう1組は旋回台車に取り付けられた車軸に作用する。^[3]

ボイラーの前部の重量は、円弧状のラジアル ベアリングで支えられることになっていた。そのため、台車はカーブを描き、ある程度横方向に動くことができた。通常、サポート ベアリングは煙室の下に配置され、中が空洞になっており、スライド シールが取り付けられており、低圧シリンダーからの排気蒸気が煙室内の ブラストパイプを通って排出される経路となっている。

マレットは、この配置の主な利点は、トラックのシリンダーに低圧蒸気を供給できることだと考えました。高圧シリンダーは固定されたメインフレーム上にあり、低圧蒸気のみを可動パイプを通じて旋回トラックに運ぶだけで済みます。

これは「マレット」機関車として理解されるようになりました。マレット機関車とは、後部の駆動輪が機関車のメインフレームに固定された連結式機関車、2 番目の駆動輪を搭載した連結式台車、および高圧シリンダーがメインフレームの車軸を駆動し、連結式車軸が低圧蒸気で駆動される複合式です。

マレット氏は、彼のコンセプトの利点は次のようなものだと主張しました。

• 機関車の全重量は粘着性であるが、車両としての機関車には大きな柔軟性がある。
• 可動パイプはわずか40～55psi（280～380kPa）の低圧蒸気を運ぶため、マイヤー、フェアリー、その他の当時存在していた連結システムの難しさは解消され、蒸気の密閉性を保つのが容易になる。
• 非常に強力なシンプルなタイプの機関車が作られるだろう。^[3]

高圧シリンダーから低圧シリンダーへ低圧蒸気を送る大口径パイプは、ガスの流れのバッファを形成するレシーバーとしても機能しました。

マレットは高圧シリンダーと低圧シリンダーの 独立したカットオフを提唱したが、運転基準が不十分だったため、後に複合カットオフ制御を採用した。

狭軌鉄道向けのマレット設計は多数製造されたが、1889年にJAマッフェイ社がスイス中央鉄道向けに最初の6台の標準軌機関車を製造し、ゴッタルド鉄道向けに87トン（96ショートトン）の0-6-6-0 Tバンカー（米国ではプッシャー）を製造した。最後の機関車は当時、世界で最も強力で重い機関車であった。1892年までに110台のマレットが稼働し、そのうち24台が標準軌であった。1900年までに400台近くになり、そのうち218台が標準軌またはロシア軌（1,520 mm（4フィート 11インチ） ）であった。+27 ⁄ 32 インチ）。

ドイツにおける一例としては、1913年から1923年にかけてバイエルン国鉄向けにマッファイ社が製造した0-8-8-0 Tクラスが挙げられる。マレット型設計はハンガリーでも人気があり、1898年から1902年にかけて30台のMÁV 422  [hu] 0-4-4-0が製造された（最後の1台は1958年まで使用された）。MÁV 401  [hu] は1905年から1969年にかけて運用された（1B）B機関車で、MÁV 651  [hu] 0-6-6-0は1962年まで運用された。ヨーロッパで最も強力なマレット型機関車は、ハンガリー国鉄向けに製造された2-6-6-0機関車であるMÁV 601であった。全長22.5メートル（73フィート10インチ）、重量163.3トン（180.0ショートトン）、出力2,200kW（3,000馬力）のMÁV601は、第一次世界大戦前および大戦中にヨーロッパで製造された最も長く、重く、強力な蒸気機関車でした。^[4]

アメリカで最初のマレット機関車は、1904年にアルコ社で製造されたボルチモア・アンド・オハイオ鉄道2400号機でした 。「オールド・モード」というニックネームが付けられたこの機関車は、0-6-6-0で、重量は334,500ポンド（151,700 kg）、車軸荷重は60,000ポンド（27,000 kg）でした。^{[5]当初は、短いホイールベースと硬いサスペンションによる速度制限のため否定的に受け止められましたが、運用中に支持を得て、すぐに}ボールドウィン社の例が続き、その後、着実に重く強力な後継機が登場しました。

カナダでは、カナダ太平洋鉄道が、当時主任機械責任者でCPR副社長補佐であったHHヴォーンが推進したマレットの珍しい設計を試した。社内の複合0-6-6-0設計では、高圧シリンダーと低圧シリンダーの両方が、反対方向に動く機関車の中央で互いに隣接していた。CPRのアンガス工場で製造された、ロードナンバー1950から1954は、1909年から1911年の間に工場で生産されなくなった。同じ配置を特徴とするロードナンバー1955の追加の「複合ではなく単純な」ユニットも製造された。これらはロッキー山脈とセルカーク山脈で補助サービスに使用された。このユニットは、パイロットホイールがないために蒸気漏れや脱線が頻繁に発生したため、乗務員に不評だった。完全な失敗ではなかったものの、これらは失敗した設計とみなされ、1916年から1917年までにこれらのユニットは従来の2-10-0配置に変更されました。これら6台の機関車は、最終的にカナダの鉄道で運行された唯一の連接式機関車となりました。

重量と出力と長さが増加するにつれて、柔軟なボイラーケーシングの実験が行われ、1910年からサンタフェ鉄道は、重量392,000 ポンド（178,000 kg）、長さ37フィート（11.28 m）のボイラー胴部、前面に火管再加熱器と火管給水セクションがあり、それぞれが空白セクションで区切られ、伸縮式またはベローズタイプのボイラーケーシングのバリエーションを備えた、ジョイントボイラー2-6-6-2機関車を導入しました。^{[6] [7]}これらは成功せず、後の機関車は従来のボイラーを使用しました。

最大の複合マレットは、1918年にアルコ社がバージニアン向けに製造した10台の2-10-10-2機関車であり、2両ずつで2-8-8-2機関車が先頭の石炭列車を牽引した。^[8] AT&SFも多数の複合2-10-10-2機関車を保有しており、ボールドウィン社が供給した前部10輪フレームとボイラー延長部からなる キットを使用して既存の2-10-2機関車から自社工場で組み立てた。

複合機関車は1920年代から時代遅れとみなされていたが、C&Oは1940年代後半に、ケンタッキー州ラッセルの分類ヤードに集まる低速の炭鉱ピックアップ列車に適していると考えました。^[9]注文がキャンセルされるまでに製造されたのはわずか10両（当初注文された25両のうち）で、最後の1両は1949年9月に納品されました。最後の機関車であるチェサピーク・アンド・オハイオ1309は、ウェスタン・メリーランド・シーニック鉄道に保存されています。^[10] 1309は、ボールドウィンが北米市場向けに製造した最後の蒸気機関車でもありました。

北米の主要鉄道で使用され続けた最後の複合マレットは、1959 年 7 月に引退したN&W クラス Y6b 2-8-8-2機関車でした。ノーフォーク & ウェスタン 2156は、セントルイスの 国立交通博物館に保存されている唯一の現存する Y6a です。

1920 年頃までに、巨大な低速推進機関車としての米国版マレットは停滞期を迎え、低圧シリンダーのサイズが米国で許可されている大型積載限界でも制限要因となり、往復運動する質量が歩行速度を超えると深刻な動力学的問題を引き起こした。さらに、牽引力と車軸荷重の不均衡が牽引バーの反作用によって悪化し、中間蒸気受器が突然の圧力変化に対応できないために前部エンジンが滑り、その後制御不能に停止する傾向があり、粘着安定性の問題があった。走行中の前部が動的に不安定になることで、この問題はさらに悪化した。

チェサピーク・アンド・オハイオ鉄道は、 1924年に25台の単純（非複合膨張）2-8-8-2機関車を導入し、1926年にはさらに20台を導入した。単純膨張のコンセプトはマレットの元の特許から逸脱していたが、機関車は明らかにそのコンセプトの延長であり、依然として「マレット」機関車と呼ばれていた。前部の台車シリンダーはボイラー圧力蒸気を使用するようになったため、ラジアル運動のみが行われる台車ピボットピンを介して蒸気を送るための特別な配置が必要だった。これらの新しい機関車は113マイル（182 km）の区間でサービスを引き継ぎ、1台の機関車が5時間で9,500ショートトン（8,600 t、8,500ロングトン）を牽引した。^[3]

マレットの開発は1941年にユニオン・パシフィック鉄道の4-8-8-4ビッグボーイ型で最高潮に達した。 ^[11]重量は760,000～772,000ポンド（345,000～350,000 kg）、炭水車は434,000ポンド（197,000 kg）であった。全長は133フィート（40.54 m）（炭水車を含む）で、システムのターンテーブルのいくつかでしか回転できなかった。牽引バーで時速35マイル（56 km/h）で6,290馬力（4,690 kW）を発揮し、最高速度70マイル（110 km/h）で設計されていたが、この速度で走ることはめったになかった。 1941年から1948年にかけてリマ社がC&Oとバージニアン向けに製造した2-6-6-6は、わずかに短いもののさらに重く、より強力で、重量は778,000ポンド（353,000 kg）、時速45マイル（72 km/h）で最大6,900馬力（5,100 kW）を出力できました。

これらの米国の機関車は、ソ連でもある程度は重量輸送用バージョンと並行して製造されたが、高速走行の試みは行われなかった。 1954年から1955年にかけてロシアで製造された2-8-8-4の例2台は、おそらくヨーロッパで製造された最後のマレットであった。^[3] BB81からBB84の番号が付けられた4台の0-4-4-2T機関車は、1962年に日本車輛によってインドネシア国鉄の750 mm（2フィート 5インチ）鉄道向けに製造された。+1 ⁄ 2 インチ）アチェ鉄道線で建設された。これらはおそらくアジアで建設された唯一のマレットであり、最後に建設されたマレットである。^[12]

マレット型はヨーロッパでは特に軽工学の鉄道で早くから好評を博していましたが、1920 年代半ばまでに ガレット型機関車に取って代わられました。

旧オランダ領東インド（現在のインドネシア）では、1980年代までさまざまなタイプとサイズのマレットが使用されていました。Staatsspoorwegen（SS）が使用した最初の世代のマレットは、Sächsische Maschinenfabrik（Hartmann）とSchwartzkopffによって製造された0-4-4-2 T SS500 / BB10クラスであり、1899年に西ジャワの山岳地帯の線路用に導入されました。SSは後に、いくつかのヨーロッパの製造業者によって製造された、より大型の2-6-6-0 T SS 520 / CC10クラスを1904年に導入しました。SSはより強力なマレットを望み、 1916年に2-8-8-0 SS 1200 / DD50クラス、1919年に改良されたSS 1209 / DD51クラスをALCOに発注しました。 SS はアメリカ製のマレットは燃料消費量が多いため運用が不経済であると判断し、1923 年にヨーロッパのさまざまなメーカーに 2-8-8-0 の追加バッチを発注しました。これは SS 1250/DD52 として分類されました。

SSは1927年に2-6-6-0のSS 1600 / CC50を導入した。このクラスは、CC10クラスよりも強力でDD52クラスよりも軽量なマレットのギャップを埋めた。^[13] 1962年にインドネシア国鉄（DKA）は、基本的に以前のオランダの設計のアップデートバージョンである0-4-4-2Tシリーズを古いアチェ路面電車用に発注した。日本の日本車輛によって製造されたこれらは、アジアで製造された唯一のマレットであった。^{[12]インドネシアの他の鉄道とは対照的に、軌間は}750 mm（2フィート 5インチ）である。+1 ⁄ 2 インチ) 、ジャワ島やスマトラ島の他の地域で使用されている1,067 mm (3 フィート 6 インチとは対照的でした。プランテーションやその他の産業では、すべて0-4-4-0タイプのより小さなマレットが使用されました。これらは主に600 mm (1 フィート 11 インチ )で動作しました。+5 ⁄ 8 インチ）および700 mm（2フィート 3+9 ⁄ 16 インチ) ゲージ ネットワーク。

マレットはブラジルの1,000 mm（3フィート 3+3 ⁄ 8 インチ)メートルゲージ、狭半径鉄道。

1 台のマレットがニュージーランドで走行し、オークランドのグレンブルック ヴィンテージ鉄道に保存されています。

オーストラリアでは 4 台のマレットが運行され、そのうち 2 台はタスマニアのマグネット トラムウェイで運行されました。

マレット号は数台が保存されており、中には稼働状態のものもある。ユニオン・パシフィックの「ビッグボーイ」も多数保存されており、その中にはUPの本拠地であるネブラスカ州オマハを見下ろすものも含まれる。2014年1月、ビッグボーイ4014号はカリフォルニア州ポモナの博物館の地上駐車場から取り外され、稼働状態に修復するためワイオミング州シャイアンに運ばれた。これは2019年5月に完了した。4014号は、世界で最大、最重量、最強の稼働蒸気機関車である。^[要出典]

ユニオン・パシフィック鉄道のチャレンジャーのうち2台は保存されたまま生き残った。チャレンジャー3985号は、 UP4014号が修復されるまでは世界最大の稼働中の蒸気機関車だった。2010年10月に機械的な問題で運行停止となり、2020年1月にユニオン・パシフィック鉄道の観光プログラムから引退した。2023年1月現在、3985号は中西部アメリカ鉄道遺産協会によって運行可能な状態に修復されている。^{[14] [15]}

ボールドウィンが製造した最後の国産蒸気機関車であるチェサピーク・アンド・オハイオ2-6-6-2 #1309は、2017年9月に修復が予定されていた。「新品であったにもかかわらず、最後のC&O蒸気機関車は適切なメンテナンスが行われなかったため、1309を復活させるために必要な作業リストが長くなった。」^[16] 機関車は2020年12月31日に始動し、64年ぶりに自力で動き出した。2021年12月17日、C&O 1309（現在のWMSR 1309）はウェスタン・メリーランド・シーニック鉄道で観光列車に登場した。

キャブフォワード型マレットの現存する唯一の例は、カリフォルニア州サクラメントのカリフォルニア州立鉄道博物館に展示されているサザン・パシフィック4294です。

いくつかのより小型の伐採鉄道マレットが稼働状態に復元されており、サウスダコタ州ヒルシティの2-6-6-2 Tブラックヒルズセントラル #110、カリフォルニア州サンノルの2-6-6-2 Tクローバーバレー製材会社 #4 、オレゴン州ガリバルディの2-4-4-2コロンビアリバーベルトライン #7 "スクーカム" （#7は現在#4と共にサンノルに拠点を置いている）などがある。^{[17] [18]}

インドネシア国鉄のマレット級3両が保存されており、0-4-4-2TのBB10級、2-6-6-0のCC50級3両、0-4-4-2TのBB84級となっている。1902年にザクセン・マシーネンファブリーク社で製造されたBB10 12と、スイス機関車・機械工場（SLM）で製造されたCC50 29は、アンバラワ鉄道博物館に保存されている。一方、オランダ製のWerkspoor Indonesian MalletであるCC50 22はオランダに返還され、現在はオランダ鉄道博物館に展示されている。一方、CC50級のもう1両、CC50 01は、タマン・ミニ・インドネシア・インダ（TMII）の交通博物館に保存されている。^{[19]アチェ鉄道のBB84は、}バンダ・アチェ市で記念碑として保存されている。 ^[20]

もう一つの産業用タイプは、英国のスタットフォード バーン鉄道によって購入され、修復されました。この車両は 2011 年にヨーロッパで初めて運行され、所有者の鉄道で最初の試験が行われた後、その動力がウェールズ ハイランド鉄道に適しているため、ウェールズ ハイランド鉄道に移管されました。^{[引用が必要]}

多数のマレットが、現在ドイツのハルツ狭軌鉄道システムの一部となっているノルトハウゼン・ヴェルニゲローデ鉄道向けに製造されました。運行番号 99 5901-3 および99 5906は稼働中です。

ブロネ・シャンビー博物館鉄道には2台のマレット機関車がある。最初に取得されたのはハノマーグG 2x 3/3 0-6-6-0 No104である。56トンのこの機関車は、ヨーロッパで製造された最大の蒸気メートルゲージ機関車の1つであった。1979年まで運用され、2021年9月現在も修復中である。^{[21]また、カールスルーエのマシーネンファブリックによって製造された}G 2x 2/2 0-4-4-0 No.105もある。2021年9月現在、5%の勾配で観光列車を牽引している。^[22]

ABPF-SC (ブラジル鉄道保存協会サンタカタリーナ支部) は、2-6-6-2マレットを正常に修復しました。この列車は 3% の勾配で観光用蒸気機関車を牽引します。最初の公式列車は 2017 年 4 月 30 日に運行されました。

フランス語を話すスイス人として、マレットは自分の名前を「マレー」のように発音した。^[要出典]

マレットの最初の特許では複式拡張が指定されていたが、1919年に彼が亡くなった後、多くの機関車（特に米国）は複式拡張を使用せずにマレット式に連結された（たとえばユニオンパシフィック ビッグ ボーイ）。1920年代中頃にこのような機関車の艦隊が登場したとき、業界紙はそれらを「シンプル マレット」、つまりマレットのように連結されたシンプルな機関車と呼んだ。「マレット」という用語は、シンプル機関車だけでなく複式機関車にも広く使用され続けた。

ウィキメディア・コモンズには、マレット機関車に関連するメディアがあります。

• 1912 年のマレット機関車に関するボールドウィンの説明
• プロクター、ミネソタ州 蒸気機関車 No. 225
• レイク スペリオル鉄道博物館 ダルース、ミサベ、アイアン レンジ 蒸気機関車 No. 227
• レイク郡歴史協会蒸気機関車 No. 229