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石油燃焼エンジンは、燃料として石油を使用する蒸気エンジンです。この用語は通常、石油を燃焼させて水を加熱し、その蒸気でピストンまたはタービンを駆動して動力を得る機関車や船舶のエンジンに適用されます。
これは、内燃機関を使用するディーゼルエンジンとは機械的に大きく異なりますが、俗にオイルバーナーと呼ばれることもあります。 [ 1]
歴史
1860年代には、実験的にさまざまな石油蒸気ボイラーの特許が取得されました。初期の特許のほとんどは、蒸気を使って霧状の油を蒸気ボイラーの炉に噴霧するものでした。自由表面から油を燃焼させる試みは、利用可能な表面積からの燃焼率が本質的に低いため、失敗しました。[2] [3]
1868年4月21日、蒸気ヨットの ヘンリエッタ号は、ジョージ・ミラー社のドナルド氏が設計し特許を取得した石油ボイラーの力でクライド川を下った。 [2] [4]ドナルド氏の設計では、耐火レンガで覆われた炉に乾燥蒸気 の噴流で石油を噴射していた。ヘンリエッタ号の石油バーナーへの改造以前に、ジョージ・ミラー社はグラスゴーの工場の動力源として「かなり長い間」石油を使用していたことが記録されている。 [4]
19世紀後半には、蒸気、圧縮空気、注入ポンプを組み合わせてボイラー炉に油を噴霧するバーナー設計が数多く特許を取得しました。初期の石油バーナー設計のほとんどは、バーナー自体の技術的な問題ではなく、石油のコストが高かったため（石炭に比べて）、商業的には失敗しました。[2]
20 世紀初頭、船舶や大型の石油燃焼蒸気機関では、一般的に電動モーターまたは蒸気駆動の噴射ポンプが使用されていました。石油は貯蔵タンクから吸引ストレーナと粘度低下オイルヒーターを通って吸い上げられます。その後、油は排出ストレーナを通ってポンプで送られ、渦巻く霧となってバーナーに入ります。燃焼空気は、供給量を調整するためのダンパーが取り付けられた特殊な炉前面から導入されました。小型の陸上石油燃焼蒸気機関では、通常、メインボイラーから供給される蒸気ジェットを使用して、霧状の油をバーナーノズルに吹き付けます。[5]
蒸気船
1870年代、カスピ海の 蒸気船は、当時アブシェロン半島にあった多くの石油精製所から廃棄物として生産された残留燃料油であるマズットを使い始めました。19世紀後半、マズットはカスピ海地域で安価で豊富に残っていました。[3]
1870年、SSイラン号[3]かSSコンスタンティン号[6] [7]（出典による）が燃料油を燃料に転換した最初の船となった。どちらもカスピ海を拠点とする商船であった。[3] [6]
1870年代、ロシア帝国海軍は1874年にヒヴェネツ号を皮切りにカスピ海艦隊の艦船を石油燃料船に改造した。[3]
1894年、石油タンカー SSバクー・スタンダード号が大西洋を横断した最初の石油燃料船となった。 1903年、レッド・スター・ライナーの SSケンジントン号が燃料油ボイラーを搭載した最初の大西洋横断客船となった。[7]
燃料油は石炭よりもエネルギー密度が高く、燃料油で動く船はストーカーを雇う必要がありませんでしたが、燃料油のコストが比較的高かったため、19世紀を通じて石炭が船舶ボイラーの主な動力源であり続けました。[3] 20世紀初頭には、船舶ボイラーでの石油の使用が大幅に増加しました。1939年までに、世界の船舶の約半数が燃料油を燃やし、そのうち約半数が蒸気エンジンを搭載し、残りの半数がディーゼルエンジンを使用していました。[6]
蒸気機関車
トーマス・アーカートが設計した石油バーナーは、ロシア南部のグリャジ・ツァリーツィン鉄道の機関車に取り付けられました。[2]グリャジ・ツァリーツィン鉄道会社で機関車監督として雇用されていたトーマス・アーカートは、1874年に実験を開始しました。1885年までに、グリャジ・ツァリーツィン鉄道のすべての機関車は燃料油で走行するように改造されました。[8]
イギリスでは、グレート・イースタン鉄道のジェームズ・ホールデン[9] [2]が石油燃料の鉄道機関車の先駆者であった。ジェームズ・ホールデンのシステムでは、石油燃料をオンにする前に石炭を燃やして蒸気を発生させた。[10]ホールデンの最初の石油燃料機関車ペトロリアは、クラスT19 2-4-0であった。1893年に製造されたペトロリアは、鉄道が以前にリー川に排出していた廃油を燃やした。[11]石炭のコストが比較的低かったため、英国の流線形の列車で石油が使用されることはほとんどなく、ほとんどの場合、石炭が不足している場合にのみ使用されました。[12]
米国では、1900年までにサザンパシフィック鉄道で最初の石油燃焼式蒸気機関車が運行を開始した。 [13] 1915年までに米国には4,259台の石油燃焼式蒸気機関車があり、これは当時運行されていた全機関車の6.5%を占めた。[13]ほとんどの石油燃焼式機関車は、石油が豊富なミシシッピ川以西の地域で運行されていた。[13]米国における石油燃焼式蒸気機関車の使用は1945年にピークを迎え、鉄道貨物運行中に消費される燃料（エネルギー含有量で測定）の約20%を占めていた。 [ 14 ]第二次世界大戦後、石油燃焼式と石炭燃焼式の両方の蒸気機関車は、より効率的なディーゼルエンジンに置き換えられ、1960年までにほぼ完全に廃止された。[14]
初期の著名な石油燃料蒸気船
定期客船
- SSケンジントン
- NMS Regele Carol I (石油燃焼ボイラー 1 基 + 石炭燃焼ボイラー 1 基)
- SS天洋丸
- SSジョージ・ワシントン
軍艦
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著名な石油燃料蒸気機関車
一般的な
オーストラリア
インド
イギリス
- GER クラス T19
- GERクラスP43
- WDオーステリティ2-10-0（保存のため3672が改造された）。[15]
- GWR石油燃焼蒸気機関車（4965ルードアシュトンホールは保存のためのオーバーホール中に改造される予定）。[16]
ニュージーランド
- NZR JA クラス(ノースブリティッシュ製機関車のみ)
- NZR JBクラス
- NZR Kクラス（1932年） - 1947年から1953年にかけて石炭から改造
- NZR KA クラス - 1947-53 年に石炭火力から改造
北米
（「*」記号は、営業運転または観光運転で石炭燃焼から石油燃焼に改造された、または改造中の機関車を示します）
- シエラ鉄道 3 - レイルタウン 1897 州立歴史公園の一部 (カリフォルニア州ジェームズタウン)
- シエラ鉄道 28 - レイルタウン 1897 州立歴史公園の一部 (カリフォルニア州ジェームズタウン)
- マクラウド鉄道 25 -オレゴン コースト シーニック鉄道(オレゴン州ガリバルディ)
- ポルソン伐採会社 2 -アルバニー・アンド・イースタン鉄道(オレゴン州アルバニー)
- カリフォルニア・ウェスタン 45 -カリフォルニア・ウェスタン鉄道(カリフォルニア州フォートブラッグ)
- アメリカ陸軍輸送隊 1702 * -グレートスモーキーマウンテン鉄道(ノースカロライナ州ブライソンシティ)
- サザン鉄道 722 * -グレートスモーキーマウンテン鉄道(ノースカロライナ州ブライソンシティ)
- ユニオン パシフィック 844 * - UP ヘリテージ フリート(ワイオミング州シャイアン)
- ユニオン パシフィック 4014 * - UP ヘリテージ フリート(ワイオミング州シャイアン)
- ユニオン パシフィック 3985 * - アメリカ中西部の鉄道遺産 (イリノイ州シルヴィス)
- ユニオン パシフィック 5511 - アメリカ中西部の鉄道遺産 (イリノイ州シルヴィス)
- ユニオン パシフィック 737 * - ダブル T 農業博物館 (カリフォルニア州ステビンソン)
- ホワイト パス & ユーコン ルート 73 -ホワイト パス & ユーコン ルート(スカグウェイ、アラスカ州)
- アラスカ鉄道 557 * - 機関車 557 修復会社 (アラスカ州アンカレッジ)
- サンタフェ 5000 -テキサス州アマリロ
- サンタフェ 3759 * - ロコモティブ パーク (アリゾナ州キングマン)
- サンタフェ 3751 * - サンバーナーディーノ鉄道歴史協会 (カリフォルニア州サンバーナーディーノ)
- サンタフェ 3450 * -レールジャイアンツ鉄道博物館(カリフォルニア州ポモナ)
- サンタフェ 3415 * -アビリーン & スモーキー バレー鉄道(アビリーン、カンザス州)
- サンタフェ 2926 - ニューメキシコ蒸気機関車・鉄道歴史協会 (ニューメキシコ州アルバカーキ)
- サンタフェ 1316 * -テキサス州鉄道(パレスチナ、テキサス州)
- テキサス & パシフィック 610 -テキサス州鉄道(パレスチナ、テキサス州)
- サザン パイン ランバー カンパニー 28 -テキサス州鉄道(パレスチナ、テキサス州)
- トレモント & ガルフ 30 /マグマ アリゾナ 7 -テキサス州鉄道(パレスチナ、テキサス州)
- レイク スペリオル & イシュペミング 18 * -コールブルックデール鉄道(ペンシルベニア州ボイヤータウン)
- フロリダ東海岸 148 - US Sugar Corporation (フロリダ州クレウィストン)
- アトランティック コースト ライン 1504 * - US シュガー コーポレーション(フロリダ州クレウィストン)
- グランドキャニオン鉄道 29 * -グランドキャニオン鉄道(ウィリアムズ、アーカンソー州)
- グランドキャニオン鉄道 4960 * -グランドキャニオン鉄道(ウィリアムズ、アーカンソー州)
- オレゴン鉄道と航路 197 -オレゴン鉄道遺産センター(オレゴン州ポートランド)
- スポケーン、ポートランド、シアトル 700 -オレゴン鉄道遺産センター(オレゴン州ポートランド)
- サザン パシフィック 4449 -オレゴン鉄道遺産センター(オレゴン州ポートランド)
- サザン パシフィック 4460 -国立交通博物館(ミズーリ州カークウッド)
- サザン パシフィック 4294 -カリフォルニア州立鉄道博物館(カリフォルニア州サクラメント)
- サザン パシフィック 2479 -ナイルズ キャニオン鉄道(カリフォルニア州サンノール)
- サザン パシフィック 2472 -ゴールデン ゲート鉄道博物館
- サザン パシフィック 2467 -パシフィック機関車協会
- サザン パシフィック 2353 -パシフィック サウスウェスト鉄道博物館(カリフォルニア州カンポ)
- サザン パシフィック 1744 - ナイルズ キャニオン鉄道(カリフォルニア州サンノル)
- サザン パシフィック 786 - オースティン蒸気機関車協会 (テキサス州シーダー パーク)
- サザン パシフィック 745 - ルイジアナ蒸気機関車協会 (ルイジアナ州ジェファーソン)
- サザンパシフィック 18 -東カリフォルニア博物館(カリフォルニア州インディペンデンス)
- コットン ベルト 819 -アーカンソー鉄道博物館(パイン ブラフ、アーカンソー州)
- フリスコ 1522 -国立交通博物館(ミズーリ州カークウッド)
- サザン鉄道 401 * -モンティセロ鉄道博物館(イリノイ州モンティセロ)
- Reading 2100 * - アメリカ蒸気鉄道保存協会 (オハイオ州クリーブランド)
参照
参考文献
- ^ マイク・スピネッリ（2006年5月25日）「ディーゼル車がレンジに：ランドローバーのフラッグシップに石油バーナー車が登場」Jalopnik 。 2017年9月8日閲覧。
- ^ abcdef Bertin, LE; Robertson, Leslie S (1906). 「第5章 - 液体燃料」。船舶用ボイラー。D Van Nostrand Company、ニューヨーク。pp. 121–170。
- ^ abcdef Henry, James Dodds (1908 年 3 月)。「第 1 章 - 巨大産業の成長」。石油燃料と帝国。Bradbury Agnew & Co、ロンドン。pp. 29–53。
- ^ ab 「蒸気船用の液体燃料」。ノースブリティッシュデイリーメール：1868年4月24日。
- ^ Baillie , AF (1925 年 12 月)。「燃料油の商業的応用」。The Shipbuilder-The Journal of the Shipbuilding, Marine Engineering and Allied Industries。33 (1926 年 1 月 - 12 月)。スコットランドの技術者および造船業者協会: 264–265 ページ。
- ^ abc Winkler, Matthew (2003). 「船舶用石油燃料入門」.燃料および潤滑油ハンドブック. ASTM International . p. 145.
- ^ ab ヘンリー、ジェームズ・ドッズ（1907年）。石油輸送の35年間。ブラッドベリー・アグニュー＆カンパニー、ロンドン。p.8。
- ^ 「Thomas_Urquhart」。『Graces Guides to British Industrial History』 。 2021年10月30日閲覧。
- ^ ジョーンズ、クレタス H. (1985)。船舶燃料。ASTMインターナショナル。p. 87。ISBN 0-8031-0425-1– Google ブックス経由。
- ^ 「GERの機関車の歴史」ロンドン・アンド・ノース・イースタン鉄道百科事典。
- ^ Brooks, Lyn D. 「燃料エネルギーと蒸気牽引」。2008年7月24日閲覧。
- ^ サブーリン、A. (1913 年 7 月)。 「輸送産業に関するメモ」。ラ・テクニック・モデルヌ。5：36～37。
- ^ abc モリソン、トム（2018）。20世紀のアメリカの蒸気機関車。マクファーランドアンドカンパニー社。pp.201-202。ISBN 978-1476679006。
- ^ ab Iden, Michael (2017年10月25日). US Freight Rail Fuel Efficiency 1920-2015 & beyond (PDF) . 19th Railroad Environmental Conference. The University of Illinois Urbana-Champaign. 2006年2月24日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。2022年8月18日閲覧。
- ^ https://www.railadvent.co.uk/2023/09/dame-vera-lynn-steam-locomotive-wont-burn-coal-when-it-returns-to-service.html 3672 運行再開時に石炭を燃焼しない
- ^ 4965 石油転換が確定蒸気鉄道555号 2024年3月 22ページ
外部リンク
- 燃料エネルギーと蒸気牽引