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ナフサランチは「蒸気ランチ」とも呼ばれ、ナフサ エンジンで駆動する小型のモーターランチです。これは特にアメリカ的な設計で、蒸気ランチを個人で使用することを非現実的とする地方の法律によって誕生しました。
ナフサ発売
1880年代までに、小型蒸気エンジンは、小型蒸気船や大型船の動力装置として定着しました。しかし、過去のボイラー爆発事故を受けて、米国の法律では、すべての蒸気船に常に資格を持ったエンジニアを乗せることが義務付けられました。これは商用船には問題ではありませんでしたが、小型蒸気船を個人や娯楽目的で使用することを妨げました。そのようなエンジニアになるには、事前に2年間の見習い期間が必要でした。これを達成し、自分でエンジニアになった数少ないアマチュアの1人が、ボート設計者スターリング・バージェスの妻、ロザムンド・バージェスでした。[1]
蒸気船の代替としてもっと人気があったのは、代替動力源を使ったナフサ船だった。[2]当時の広告では、この法的制限を強調するために「各自がエンジニアを持て!」というフレーズが意図的に使われていた。 [3]
起源
最初のナフサランチはイギリスのものであると、1888年にフランスの雑誌「ラ・ナチュール」に報告されています。 [4]このランチ「ゼファー」は、数年前から蒸気ランチの製造で有名なアルフレッド・ヤーロウの発明でした。同様のランチが同年、スイスの会社エッシャー・ウィスAGによって製造されました。[5]これらのうちの1つは、 1892年にアルフレッド・ノーベルが建造した優美なアルミニウム船体スループ船 「ミニョン」です。もう1つは、1894年のアルミニウム製で、これもアルミニウム製です。
記録に残る最初のアメリカ製ナフサロケットは、後にナフサエンジンメーカーとして有名になるニューヨークのオフェルト社によるものでした。[5]彼らはこれを「エッシュ」システムと呼び、エッシャー・ウィス特許のライセンスを受けていた可能性があります。オフェルト社だけでなく、ニューヨークのガスエンジン＆パワー社も完全なロケットを販売していました。1890年までに500台以上を販売したと主張しました。[6]
典型的な打ち上げ
典型的なナフサランチは、長さ約24フィート（7.3メートル）のオープンランチでした。これらは、晴天時の遠出に使用することを目的としたプレジャーボートでした。[7] [8]結局のところ、プロの乗組員を乗せた商用ボートは、発明につながった規制上の問題に悩まされることはありません。ナフサランチは、最高のサークル、最高のヨットクラブ[9]で登場し、いくつかの有名な名前の所有者のものでした。[10]
生き残った例
今日残っている例はわずかである。ある資料では1つであると主張しているが、[11]他の資料では4つであると主張している。[12]
- 「ナフサ ランチ 'フリーダ'」。ミネソタ レイクス海洋博物館。2008 年 7 月 23 日のオリジナルからアーカイブ。
この 22 フィートの洗練された船は、現存する 4 隻のうちの 1 隻だと考えられています。
- 「アンティーク ボート博物館」。アンティーク ボート博物館、ニューヨーク。2009 年 1 月 3 日のオリジナルからアーカイブ。
ナフサエンジン
ナフサエンジンは外燃エンジンで、一般的には蒸気ロケットにすでに使用されている小型蒸気エンジンのタイプに似ています。作動流体はナフサで、珍しいことにボイラーを動かす液体燃料としても使用されます。外観は蒸気ロケットに似ており、小さな垂直ボイラーと垂直シリンダーを備えています。
ナフサエンジンのバーナーはナフサそのものを使用するもので、蒸気自動車に使用されているものと似ています。このような便利で自己調節可能な液体燃料バーナーは蒸気ロケットにも使用されていましたが、ナフサエンジン全盛期のほとんどのロケットでは、まだ固体燃料が使用されていました。
一般的な配置
早期の凝縮の問題を回避するために、エンジンとボイラーユニットは一緒に取り付けられました。エンジンは、死点の問題なしに自動始動できるように、120°のクランクシャフト間隔を持つ3気筒単動垂直単純膨張エンジンでした。[i]
ボイラー
ボイラーは螺旋状の単管式だった。これらは単通路の「水管式」蒸気発生器で、管の一端の液体は、ループ状の循環をすることなく、管の端に到達するまでに沸騰していた。同様のボイラーは、従来の水と蒸気を使用するもので、ホワイトなどの蒸気自動車にも使用されていた。ボイラーはエンジンの上に直接取り付けられ、上部に短い煙突が付いた磨かれた真鍮または銅のケースに収められていた。煙突の目的は、火を誘う通風口として機能することではなく、乗客の頭上に煙を排出することだけだった。
バーナー
石炭や木材とは異なり、使用されたジェットバーナーは追加のドラフトを必要としませんでした。[ii]ボイラーは圧力ジェットバーナーで燃焼され、少量の加圧ナフサがボイラーから供給されました。[5]ボイラーケーシングの前面にある目立つチューブと漏斗（ホイッスルと間違われることもあります）は空気入口です。燃料ジェットはこの垂直チューブ内で下向きの空気流と混合され、混合された空気と燃料はボイラーケーシング内のリング型バーナーに送られます。始動には、手動の空気ポンプを使用して燃料タンクを加圧し、燃料の流れを促進し、バーナーコイルの下にあるトレイの燃料を少し点火して予熱しました。[5]
エンジン速度を制御するためのスロットルバルブやレギュレーターはなかった。シングルパススパイラルモノチューブボイラーで一般的に使用されていたように、バーナー出力は代わりに燃料バルブで調整され、ボイラーはこれで十分であるほど迅速に応答した。[13]
エンジン
エンジンの潤滑は、クランクケースの下の密閉されたウェットサンプに集められた燃料自体によって行われました。ナフサ燃料[iii]は許容できる潤滑剤であり、これにより、ピストンリングシールから漏れる凝縮した燃料蒸気から潤滑油を分離する問題を回避しました。ただし、クランクケースを慎重に密閉する必要がありました。[5]
エンジンのバルブギアは、当時の蒸気エンジンのものに比べると単純でした。1本のオーバーヘッドカムシャフトが回転し、クランクシャフトと平行にシリンダーの上を走っていました。このシャフトの偏心器が各シリンダーの横方向スライドバルブを作動させました。バルブカムシャフトは、クランクシャフトからのギアによってエンジン速度で駆動されました。カムシャフト上の目立つハンドホイールにより、スリップ偏心バルブギアと同様に、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相をシフトすることでエンジンを逆転させることができました。 [5]
コンデンサー
外部水冷コンデンサーが使用され、単純なパイプが船体の下にキールの長さに沿って通っていました。[5]座礁による損傷の明らかなリスクにもかかわらず、これらは運用中にほとんど問題を引き起こしなかったようです。燃料タンクは船首にあり、エンジンや火災の危険から十分離れていました。この燃料タンクは戻りナフサによって加圧されたため、燃料ポンプは不要でした。
沸点が低い
発明家が最初にナフサを作動流体として検討するきっかけとなった魅力的な特徴の 1 つは、水に比べて沸点が低いことです。これにより、比較的単純なエンジンを構成できますが、実際にはそのようなエンジンの効率には制限があります。当時、熱力学はすでに高度な科学であり、熱力学サイクルの限界は、すべてのエンジニアではないにしても、物理学者によって十分に理解されていました。エンジンが動作する温度範囲を制限することで、実際にはエンジンの潜在的な効率は向上せず、むしろ低下します。[14]
低沸点流体の初期の用途としては、1850年代のデュ・トランブレのエーテルエンジンがある。 [14]これは蒸気エンジンに追加してボトミングサイクルに使用された。蒸気エンジンの凝縮器から排出される廃熱はエーテルを沸騰させ、2番目のシリンダーを駆動するために使用された。
その他のバリエーション
フランク・W・オフェルト
スウェーデン系アメリカ人の発明家フランク・ワルデマー・オフェルト（1836年 - 1904年）もアルコ・ベイパー・ランチ社が販売したアルコ・ベイパー・エンジンを設計した。[6]このエンジンは灯油を燃焼させ、作動流体としてアルコール（おそらく「ウッドアルコール」またはメタノール）を使用した。これはエッシャー・ワイスの特許を回避するための方策だったのかもしれない。
オフェルトは後に、より従来的な蒸気発生水管式蒸気ボイラーも設計した。これは「ルーン・バレー」型に似ており、中央のドラムがコイル状の水管に囲まれているが、単純な円ではなく不規則なくさび形のコイルが使われている。[15]
「シンプレックス」エンジン
シカゴのチャールズ・ウィラードが製造した「シンプレックス・ナフサ・エンジン」は、タイミング制御の火花点火を備えた内燃ガスエンジンに似ていました。[16]これはこの記事の範囲外です。
危険と爆発
明らかな危険性と時折の火災の報告にもかかわらず、[17] [v]ナフサの打ち上げは比較的順調かつ安全に行われたようです。
モデル
ナフサエンジンは模型エンジニアの間ではあまり知られていないが、少なくとも1つの詳細な複製が製作されている。[19]
大衆文化では
1921年に出版されたトム・スウィフトの人気小説シリーズ『トム・スウィフトと消防士たち』[20]では、主人公がナフサ・ランチの助けを借りて乗客を救助するが、その方法は「時代遅れ」だと述べている。また、著者はナフサ・ランチが火に対して「少々危険」であるとも述べている[20] 。
ナフタレン機関車
1913年、フランスのシュナイダー・クルーゾ社は固体 ナフタレンを使用した鉄道機関車を製造した。これはナフサエンジンとは何の関係もなかった。これは70馬力の内燃機関で、ガソリンパラフィンエンジンに似ており、ガソリンエンジンとして作動し、始動して温まったら、より安価な燃料としてナフタレンに切り替えることができた。ナフタレンは、エンジンによって加熱されたウォータージャケットによって溶融・気化される。[21]
参照
参考文献
ウィキメディア・コモンズには、 NAFTA 動力船に関連するメディアがあります。
- ^ 他の構成も可能だったと思われますが、現時点では何もわかっていません。
- ^ この短い煙突は、蒸気船の煙突と比較すると、古い写真ではナフサ船の識別特徴として見られます。
- ^ この時代における燃料は、今日私たちがガソリンとして知っている燃料よりも、現代のパラフィンや灯油に近いものでした。
- ^ カムシャフトは、蒸気エンジンや2 ストローク エンジンのようにエンジンのクランクシャフト速度で作動しますが、クランクシャフト速度の半分で作動する4 ストローク エンジンのカムシャフトとは異なります。
- ^ 1903年8月、マサチューセッツ州メリマック川のラム島で12トンのバーサ・E・ヘドラーが燃えた。[18]
- ^ バリー、ジェームズ・P. (2003)。アメリカのパワーボート：五大湖の黄金時代。クラシックモーターブック。pp. 10–13。ISBN 0-7603-1466-7。
- ^ デュラント、ケネス（1976年）。ナプサの進水。
- ^ 「ミネソタ湖海洋博物館」(PDF)。ミネソタ湖海洋博物館。2011年7月27日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。
- ^ ガストン・ティサンディエ(1888 年 7 月 21 日)。 「ル・バトー・ア・ペトロル・ド・M・ルノワール」。ラ・ナチュール（フランス語）：73。DSelf、Napthaで報告
- ^ abcdefg ダグラス・セルフ。「沸騰するガソリンで動く」。レトロテクノロジー博物館。
- ^ ab 「Naphtha Marine Engines」。www.oldmarineengine.com - 古い船舶エンジン。
- ^ HC Barley (1899 年 5 月)。「ベネット湖での最初のナプサ船の進水」(写真)。www.tc.gov.yk.ca - ユーコン州アーカイブ画像データベース。
- ^ 「ファンテイル エクスカーション。1996 年の広告ポスターが世紀末の情景を再現」。ニューイングランド アンティーク & クラシック ボート協会。1996 年。2011 年 7 月 27 日時点のオリジナルからアーカイブ。
きちんとした服装をしたカップルが籐のデッキチェアに座り、1890 年代のナフサ動力ファンテイル ランチで湾へ出航します。
- ^ 「ナフサ ランチ ゲッティ、ジュリアス ピーターソンが 1902 年に建造。キップ エンジンはオッシニング製」。
ヨット クラブ ノート --J モリス ベイルは、タリータウンのジュリアス ピーターソンから「ゲッティ」という名の真新しいナフサ ランチを購入しました。全長は 28 フィート、全幅は 6 フィート 2 インチ、エンジンはキップの 7 馬力 2 サイクルです。このボートは魚雷艇のような船尾とスタンディング トップを備えています。この新しい到着はスマートなボートのように見え、艦隊に素晴らしい追加となるでしょう。
- ^ 「ヨット「カルミタ」の荷役船とされるナフサ船の所有権をめぐる争い、フォレスト対ウィリアム・K・ヴァンダービルト・ジュニアの裁判報告書」1900年4月。
- ^ アンティークボート博物館
- ^ ミネソタ湖海洋博物館
- ^ JA Crabtree (1970). 「小型ボイラーの自動制御」.ニューコメン協会紀要. 43 :93–112. doi :10.1179/tns.1970.007.
- ^ ab ダグラス・セルフ。「エーテルエンジン」。レトロテクノロジー博物館。
- ^ Albert、シュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州（2006年4月30日）。「Ofeldt 蒸気ボイラー」。
- ^ ホーキンス、N. (1897)。シンプレックスナフサエンジン。ニューヨーク：テオオーデル。pp.308-309。
{{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ) - ^ 「ナフサ進水炎上。ニューヨークヨットクラブの集合場所のヨットに脅威」ニューヨークタイムズ。1904年7月26日。
- ^ 商務省労働航海局第38回米国商船年次リスト（1906年6月30日まで）、ワシントンD.C.：政府印刷局、1906年、385ページ。
- ^ 「フランク・W・オフェルトの1887年の特許図面に掲載されたナフサ発射エンジンの模型」
- ^ ab Victor Appleton (原文ママ。このシリーズはさまざまな作家によってゴーストライターとして執筆された ) (1921 年)。Tom Swift Among the Fire Fighters。
…彼はナフサのスイッチを入れ、燃えるマッチを投げ込んで点火した。この行為で手は助かった。ナフサ エンジンは少々危険である。
- ^ 「フランスの機関車がナフタレンを燃料として使用」『ポピュラーメカニクス』1914年5月、413ページ。