サミュエル・モリー

サミュエル・モリー
サミュエル・モリー
	1915年の伝記の口絵として掲載されたACガウによる1909年のイラスト
生まれる	1762年10月23日; ヘブロン、コネチカット植民地、イギリス領アメリカ
死亡	1843年4月17日（80歳）; フェアリー、バーモント州、米国
休憩所	ニューハンプシャー州オーフォードの西墓地
職業	実業家; 発明家
	エンジニアとしてのキャリア
大きな進歩	加熱表面キャブレター; エタノール内燃機関; 蒸気船の設計と建造

サミュエル・モリー（1762年10月23日 - 1843年4月17日）はアメリカの発明家であり、初期の内燃機関の開発に携わり、合計20件の特許を取得した蒸気船の先駆者でもありました。

若いころ

独立戦争の将校の息子である^[1] 彼は、イズラエル・モリー（1735–1809）とマーサ・パーマー（1733–1810）の7人兄弟の2番目で、コネチカット州ヘブロンで生まれたが^[2]、1768年に家族と共にニューハンプシャー州オーフォードに移住した。彼の父イズラエル・モリーは植民地民兵に従軍し、すぐに兵卒から将軍に昇進した^{[3] 。サミュエル・モリーはバーモント州オーフォードと}フェアリーで木材事業を営んで成功した。彼は1843年に亡くなり、オーフォードに埋葬された。バーモント州のモリー湖は彼にちなんで名付けられた。^[4]

蒸気作業

モーリーの最初の特許は1793年^[5]に蒸気動力の船に関するものだったが、モーリーはもっと壮大な計画を持っていた。モーリーは1780年代に蒸気が動力源になり得ることに気付き、父親の渡し船やコネチカット川沿いに設計した閘門の仕事から蒸気船の可能性を理解していたと思われる。1790年代初頭、モーリーは小型船に外輪と蒸気エンジンを取り付け、コネチカット川を上下に航行した。伝説によると、これは失敗した場合に嘲笑されるのを避けるために、町の人々が教会で礼拝している日曜日の朝に行われたという。^[4]

この船の最も重要な点は、外輪でした。これは古いアイデアで、古代にまで遡ると考えられており、以前は蒸気機関で試されていました。イギリスのジョナサン・ハルズは、1737年に後部に取り付けた外輪を使用しましたが、蒸気機関の往復運動を円運動に変換する非効率的な方法が失敗に終わりました。1789年、マサチューセッツ州のネイサン・リードは外輪の実験を行い、特許取得を検討しましたが、最終的には別の方法で特許を取得しました。アメリカ人のジョン・フィッチは側面に取り付けた外輪の実験を行い、1791年にオールを使用して特許を取得しました。モリーは、フィッチが発明したプロペラが完成するまでは、推進方法として最も優れていた蒸気動力の外輪を初めてうまく使用したと言えるでしょう。

バーモント州の道路標識には、彼の功績が刻まれている。「ニューハンプシャー州オーフォード、後にバーモント州フェアリーに住んだサミュエル・モリーは、1793年にコネチカット川で蒸気船の運航に成功した。4000回以上の実験を行ったこの初期の科学者は、自動車と飛行機の時代を予見して、1826年に内燃機関の特許を取得した。」^[6]

モリーの最初の船は概念実証に過ぎなかったため、彼はニューヨークでもう1隻建造した。ニューヨーク州議会議員ウィリアム・デューアに宛てた手紙の中で、モリーはその後3年間の夏をかけてニューヨークへ、その翌年の夏にはコネチカット州ハートフォードへ出向き、船の改良と展示を行ったことを記している。そして1797年、ついに彼は「ニューヨークは調子が悪かった」という理由でニュージャージー州ボーデンタウン（フィラデルフィアからトレントンを結ぶフィッチの失敗した客船の停泊地）へ行き、側面に外輪を2つ取り付けた船を建造した。この時点でモリーは船が商業利用の準備ができていると考え、資金援助者を求めた。理由は定かではないが、「一連の不運」のために援助は失敗した。^[2]これがモリーの蒸気船に関する直接的な仕事の終わりと思われるが（後に4隻目の蒸気船を建造したという話はたくさんある）、蒸気機関の特許の終わりではない。 1795 年にボートの蒸気エンジンの改良で取得した特許に加え、1799 年、1800 年、1803 年に他の用途と改良で特許を取得しました。

モリーは実用的な蒸気船の建造に成功したが、最初の成功した蒸気船路線の功績はロバート・フルトンと彼の資金提供者であるロバート・リビングストン首相のものである。^[2]これは論争の原因となった。モリーは彼らが彼のアイデアのいくつかを盗用したと主張している。彼の説明は、後の派生的な説明よりももっともらしく、デューアへの手紙にまとめられており、次の通りである。モリーがハートフォードで過ごした夏が終わった後、彼はニューヨークに戻り、リビングストンを自分のボートに乗せた（おそらく、リビングストンが芸術の支援者であることを知っていた、モリーの論文の出版者であるベンジャミン・シリマンの助言によるものと思われる）。シリマンは感銘を受け、もしボートの速度を時速8マイルに上げられるなら「かなりの金額」を支払うとモリーに申し出た。また、彼はニューヨーク周辺で現在の作品を使用する権利に7,000ドルを提示したが、モリーはその申し出を断った。しかし、彼はリビングストンの速度目標に向けて作業を続けた。モリーはフルトンやリビングストンと会話を交わし、リビングストンはモリーに会うためにオーフォードまで出向いた（ただし、モリーはいつ、何を話し合ったかについては語っていない）。後にモリーはフルトンの船に乗り、フルトンのアイデアがフルトンに多くの利益をもたらしたのに、自分には何ももたらさなかったことに不満を表明したと伝えられている。

1815年、モリーは「回転式」蒸気機関の特許を取得し、^{[2] 1819年に購入者のジョン・サリバンによって}アメリカ科学誌で詳細に説明された。最初はほとんど機能しないと予測した厳しい批評があったが、サリバンはこれを却下したが、この蒸気機関は好評だったようで、サリバンの説明はアメリカの蒸気機関とボートの改良を賞賛する序文とともにエディンバラ哲学誌に掲載された。固定されたシリンダーが第2のリンクを介して車輪を回転させるロッドを駆動するのではなく、ロッドが動くとシリンダーが旋回してクランクを回すようになっているようだ。シリンダーの旋回軸はバルブを兼ねており、その位置に応じて蒸気の方向と流れを制御する。この構成の利点は、軽量、高速動作、耐久性のある構造、低コストであると主張されている。このエンジンは商業的にある程度の成功を収め、タグボート、ガラス工場、ボストン海軍造船所の製材所などで使用されたことが記録されている。^[2] 1隻のタグボートはサウスカロライナまで航海し、所有者はその性能に満足した。モリーは1817年にさらに1つの蒸気特許を取得したが、彼の興味はそれより以前から始まっていた可燃性蒸気の実験に向けられていた。

蒸気と燃焼の実験

1834年にシリマンに宛てた手紙で、モリーはこう書いている。「私が水の蒸気にテレピン油と大気の大部分を混ぜて水の分解に関する実験をするという、いわば日常的な習慣を始めて20年以上が経った。」^[2]この言葉では、液体燃料の内燃機関、水の炭酸化法、溶けた樹脂が作る奇妙な泡など、多様な発見につながった研究の範囲を控えめに表現しているように思われる。最後の2つは、それぞれイギリスとドイツの雑誌に掲載された。^[2]モリーは、おそらく樹液の多い節の近くと湿った木材の近くで炎が異なることに気づいた。最終的に彼は、手に入るものは何でも実験した。「タール、ロジン、粗テレピン油、アルコール、あらゆる種類の油、脂肪、獣脂、石炭、松脂、節、樺の樹皮、カボチャ、ヒマワリ、亜麻、その他の種子。その他多くの物質も含まれます。」

彼の実験は、アメリカ科学芸術ジャーナルに数件の記事で詳しく記述されている。理論については触れられておらず、シリマンは「[モリーの]結果はしばしば非常に価値があり、場合によっては、先入観や理論的見解に左右されずに追求されたことで価値が下がったのかもしれない」とコメントしている。^[2]これはほぼ真実である。理論はこれらの記事で主に説明の可能性として取り上げられている。しかし、このテーマでの最初の論文から15年後の1834年に、彼は電気を基本力とする燃焼理論を提唱している。この理論のヒントは彼の最初の論文に見られるかもしれないが、彼の初期の実験はそれに導かれていなかった。^[2]

彼の最初の実用化は、回転エンジン用の水を加熱することだった。彼は、燃えている石炭やタールに蒸気を通すと炎がより明るく煙が出ないことを観察し、この過程で蒸気が分解されると理論づけた。これらの実験の話は著名なフランスの化学者ゲイ＝リュサックの耳に入り、彼は1819年にAnnales de Chimie et de Physique^{でそれについて論じている。 [2]}彼は、分解を引き起こすには温度が不十分だと主張した。代わりに、蒸気は燃料中の可燃性の蒸気をより多く解放し、炎の変化を引き起こした。モレは正しかった。彼は現在都市ガスとして知られているものを生産した。^[2]水中の酸素は燃料中の炭素と結合して一酸化炭素になり、水素は二原子分子を形成する。モリーは水性ガスを照明に使った最初の人物ではなく、1818年に特許を取得したアメリカン・ウォーター・バーナーなどの彼の装置は、ガスをパイプで送って別の場所で燃やすのではなく、ガスをそのまま使うというものでした。これは1792年にイギリスですでに行われていました。モリーはこの進歩を知らなかったか、少なくとも同じプロセスだとは認識していなかったようです。奇妙なことに、1819年にダートマス大学とハーバード大学のJF・ダナは、モリーの発見を利用するために街灯に蒸気ボイラーを取り付けることを提案しましたが、1812年にはすでに水性ガスが中央供給源からロンドンの街灯にパイプで送られていました。それでも、モリーの装置はより多くの光を生み出し、より効率的な燃焼をもたらしたという証拠があります。^[2]

内燃機関の仕事

実験中、モリーはテレピン油の蒸気が空気と混ざると爆発することを発見した。彼はその可能性を認識し、エンジンを開発し、1824年に未発表の説明を書き、1825年と1826年にそれを修正した。彼はその年の後半にこのアイデアを最終的に発表し、特許を取得した。^[2]草稿間の改訂は小さく、主にエンジンのバルブの作り直しに関するものである。^[7]

このエンジンは現代のものと多くの共通点がある。2つのシリンダー、キャブレター、バルブとカムの一般的な配置がある。しかし、現代のエンジンや、それ以前の1807年のフランソワ・イザック・ド・リヴァエンジンとは異なり、爆発は直接動力を提供しない。代わりに、爆発はシリンダーから一方向バルブを通して空気を排出する。シリンダーはウォータージャケットで冷却され、点火後に燃焼室に水が注入される。冷却ガスが真空を引き起こし、大気圧がピストンを動かす。^[2]モリーは直接作用を試みたことに言及し、他の説明でもそれを詳しく説明している。^[2]しかし、彼の方法はより複雑で、燃料を吸い込むためにエンジンのストロークをより多く使用するため、おそらく効率が悪かった。

モーリーはニューヨークとフィラデルフィアでエンジンの実演を行い、その両方で目撃証言がある。フィラデルフィアでは、ボートとワゴンを動かす実演を行った。残念なことに、路上で車の実演をしようとしたとき、エンジンを始動した後にモーリーは落ちてしまい、車はマーケットストリートを横切って溝に落ちてしまった。これは世界で 2 回目、米国では初の車の実演であった。これらの実演はおおむね成功したが、モーリーは買い手を見つけることができず、挫折した。1829 年 10 月にオーフォードのダナ牧師から書かれた手紙には、モーリーのボルチモアへの旅について次のように記されている。「船長は、彼のいくつかの最新発明 [後に蒸気エンジンについて言及] の特許権を売却するためにもう一度精力的に努力する決意をしていると聞いている。そして、今成功しなければ、この件をあきらめてオーフォードに戻り、静かに日々を過ごすつもりだ」。^[2]モリーは買い手を見つけることができず、当時60代後半であったため、東海岸を行き来するのをやめて、事業を終わらせることが理にかなったことでした。

このエンジンは最先端のものだったが、多くの点で目新しいものではなかった。モリーは当時の内燃機関の研究を知っていたようで、モリーのエンジンに関する本を書いたハーデンバーグは、1825年の草稿でモリーが「自分の発明を『ガスエンジン』と区別するために蒸気エンジンと名付けた」と述べていると巧みに指摘している。^[2]しかし、ハーデンバーグは、モリーが自分のエンジンに似たエンジンを知っていたのは3つだけだったと結論付けている。モリーはそれらについて一度も言及しておらず、ハーデンバーグはそれらがモリーに影響を与えなかったと結論付けている。彼の内燃機関は米国で文書化された最初のものであり、液体燃料と加熱表面気化器の使用は世界初であった。もう1つの興味深い特徴は、燃焼が気化器に達するのを防ぐために使用された金網である。この機能は、1836年の特許庁の火災で特許庁がモリーの特許を失ったため、1872年に再発明され、再度特許を取得した。^[2]彼の蒸気エンジンに対する関心が薄れたのは残念なことだ。なぜなら蒸気エンジンは彼の最も^[2]先見性のある発明だったからだ。モリーは1824年の未発表の草稿で次のように記している。

この発見によって、この国の商業および個人間の交流が大きく変わると予想する理由はないだろうか。良好な道路や鉄道による輸送は、閘門や運河による輸送よりはるかに安価で迅速であり、その上、農民にとって最も都合のよい冬にその大部分を行うことができるという大きな利点もあると結論付ける十分な理由があると私は信じている。個人間の交流においては、地上での交流を続けるのが最も賢明であると一般に考えられているとしても、その目的のために馬が使用されることはほとんどないだろうと私は思う。
— サミュエル・モリー、未発表

彼が「地球の表面」について言及しているのは、別の場所でそのエンジンを使って気球を推進することを提案していたからである。内燃機関の可能性が認識された今、人々は彼のエンジンに注目することが多い。彼の研究を普及させるための最初の後押しをしたのは、1893年にアメリカで最初のガソリン自動車を製造した仲間の発明家、チャールズ・デュリエだった。 ^{[8]彼は、モーリーのエンジンの2つの実用的なレプリカの作成に資金を提供した。1つは}スミソニアン博物館が所有し、もう1つはディーン・ケイメンが所有している。そして、モーリーのエンジンは現代のエンジンの直接の先駆けであると仮定したが、これには異論もある。最近、モーリーの研究は、地元の人々や技術者以外の人々、特に熱心な自動車コレクターであるアメリカのコメディアン、ジェイ・レノから新たな注目を集めている。

書き込み

ラッシュ氏とミューレンバーグ氏: 拝啓: — おそらくもっと早く手紙を書くべきだったのですが、私の努力は、あなた方にとってこれまでと同じくらい重要なものでしたが、私の考えでは、この「新しい動力」をボートに適用するのに 2 週間もかかることはなかったと思います。これで、蒸気で駆動するどのボートと同じように規則的に動き、費用もほとんどかかりません。ボートの長さは約 19 フィート、幅は 5 フィートで、エンジンは船尾の約 18 インチを占めるだけで、時速 7 マイルから 8 マイルで走ることもあります。同じエンジンでも、より優れた人の手にかかれば、間違いなく、適切に構築された、容量が 2 倍、少なくとも 10 マイルのボートを駆動できます。このエンジンを固定目的に適用することには、昨年の冬に成功しました。その間ずっと、エンジンを絶えず改良してきました。 2、3日後にここを出て、冬に向けて仕事の準備をし、できればあなたとギャレット氏のために、そして私自身のためにもいくらかお金を集めるつもりです。もし国内にお金があれば、私は3,000ドル以上の売れる私有財産と借金があるので、お金を集めることはできます。しかし、お金が集まるかどうかに関わらず、私がいつものように元気であれば、来月お会いできると思います。機関車は、出発の準備が整い次第、郵便物と一緒にパケットに載せられるようにすでに梱包してあります。最初はボルチモアに送ろうかとも思いましたが、それ以上のことは完全に延期します。お会いする機会があれば、最善の策を知りたいと思います。あとは機関車を鉄道の客車に取り付けるだけですが、それが終われば、私の役割は果たしたと思います。これからの冬には、機関車が鉄道の客車にうまく取り付けられることを期待し、信じています。最大限の尊敬と友情の気持ちを込めて、いつものように、親愛なる皆様、サム・モリーより。1829年9月。

コネチカット州生まれでニューハンプシャー州オックスフォード在住のサミュエル・モリー船長は 1790 年に実験を開始し、その年、船尾の車輪でハートフォードからニューヨーク市まで時速 5 マイルで船を進めました。ニューヨークからコネチカット州グリニッジへの帰路には、チャンセラー・リビングストン、エドワード・リビングストン、ニュージャージー州ホーボーケンのジョン・スティーブンスなどが乗船していました。これは米国で建造された 6 番目の船でした。数年後、ウィリアム A. デューア氏に宛てた手紙の中で、モリー船長は次のように述べている。「私が覚えている限りでは、蒸気機関の改良と、それを船の推進に応用することに関心を向けたのは、1790 年という早い時期でした。1797 年 6 月、私はデラウェア川沿いのボーデンタウンに行き、そこで蒸気船を建造し、側面の車輪で推進する計画を考案しました。シャフトは船を横切って走り、中央のクランクはエンジンのビームからシャックルバーで操作しました。この船はフィラデルフィアでのみ展示されました。私は改良の特許を取得しました。蒸気船に 2 つの車輪を応用する特許を取得する権利があることに疑いの余地はなく、フルトン氏やリビングストン氏にもその権利があることを何度も伝えました。リビングストン氏には、彼の蒸気船に同乗していたときに、この権利を主張したことがあります。」モリーは、先人たちと同様に、資金不足のために実験を続けることができなかった。^[9]

手紙は見つからなかった。1802年9月5日。ダニエル・ブレントからモリーへの1802年10月9日の手紙で謝辞が書かれている（DNA：RG 59、DL、第14巻）。ブレントはモリーに、彼の手紙はJMの不在中に届いたと伝え、「そして彼が戻ってきたので、同封の特許の例示をあなたに送り、50セントを返すようにという指示をちょうど受け取ったので、ここにそうします」と伝えた。サミュエル・モリー（1762-1843）は、蒸気で動く串（1793）、風車（1796）、蒸気ポンプ（1799）、内燃機関（1826）など、多数の特許を保有した発明家だった。彼は1790年に蒸気船の実験を始め、1803年に蒸気機関の改良で特許を取得した。^[10]

特許の「発見」

2004年、内燃機関に関するものを含むモリーの特許10件がダートマス大学のアーカイブで再発見されました。^[2]

モリーは内燃機関に関する最古の特許を保有している。他の特許には蒸気動力式ロティサリーがある。^[11]^[12]

栄誉

サミュエル・モリー小学校