蒸気ショベル

ボルトン＆ワットのグリムショーは、1796年に最初の蒸気式掘削機を考案した。^{[ 1 ]} 1833年にウィリアム・ブラントンは別の蒸気式掘削機の特許を取得し、1836年にその詳細を公表した。^{[ 2 ] [ 3 ]}蒸気ショベルはウィリアム・オーティスによって発明され、1839年にその設計の特許を取得した。彼のいとこであるオリバー・スミス・チャップマンは、オーティスの死後もこの機械の開発を続けた。彼は特許を取得し、オーティス氏が売却した権利を買い戻し、さらに特許を取得した。^{[ 4 ]}最初の機械は、ブームが360度回転できなかったため、「部分旋回式」として知られていた。これらは鉄道シャーシの上に作られ、その上にボイラーと駆動エンジンが取り付けられていた。ショベルアームと駆動エンジンはシャーシの一端に取り付けられており、これが旋回範囲の制限の原因となっている。フランジ付き車輪を備えた台車が取り付けられ、動力はチェーン駆動によって車軸に伝達された。ショベルが稼働する予定の場所に作業員が仮設の線路を敷設し、必要に応じて位置を変更した。

蒸気ショベルは19世紀後半に普及した。当初はチェーンホイストが装備されていたが、1870年代に鋼鉄ケーブルが登場したことで、ウインチへの取り付けが容易になった。

後の機種にはキャタピラ式の履帯が装備され、レールは不要になった。

360度全方向回転するフルスイング式ショベルは1884年にイギリスで開発され、これらの機械の主流となった。

（米国と英国における）鉄道網の拡大は、蒸気ショベルの需要を高めた。鉄道の長距離化と、それに伴う輸送物量の増大が、技術革新を促したのである。その結果、蒸気ショベルは広く普及した。

アメリカの製造業者には、1884年に設立されたマリオン・スチーム・ショベル社、ブサイラス社 、そして現在キャタピラー社が所有するエリー・ショベル社などがあった。

北米の急成長する都市では、初期の超高層ビルの基礎や地下室を掘るのにシャベルが使われていた。

パナマ運河のパナマ地峡横断工事は10年間にわたり行われ、102台の蒸気ショベルが稼働した。そのうち77台はブサイラス社製で^{[ 5 ]}、残りはマリオン社製だった。これらの機械は、その作業で「山を動かす」ほどの力を発揮した。ショベル作業員たちは、誰が一番多くの土砂を動かせるかを競い合った。^{[ 6 ]}

蒸気ショベルは鉱山操業を支えた。ミネソタの鉄鉱山、チリとモンタナの銅鉱山、クロンダイクの砂金鉱山など、いずれも土砂運搬機械を備えていた。ユタ州ビンガムキャニオンを皮切りに露天掘り鉱山が急増すると、ショベルはますます重要な役割を果たすようになった。ショベルは斜面を削り取るのに使われた。その結果、蒸気ショベルはオーストラリアからロシア、中国の炭鉱に至るまで、世界中で使用されるようになった。ショベルは建設、道路、採石作業にも用いられた。

蒸気ショベルは1920年代に北米の道路建設事業で広く使用されるようになった。この時代には、数千マイルに及ぶ州道が建設されたほか、工場、多くの埠頭、港湾、建物、穀物倉庫なども建設された。

1930年代には、蒸気ショベルはよりシンプルで安価なディーゼル式掘削ショベルに取って代わられ、これらは現在使用されているショベルの先駆けとなった。露天掘り鉱山はこの時期に電化された。第二次世界大戦後、頑丈な高圧油圧ホースが登場して初めて、より汎用性の高い油圧ショベルがケーブル巻き上げ式ウインチショベルを凌駕するようになった。

発展途上国の鉄道では、ディーゼル機関車に取って代わられるまで、多くの蒸気ショベルが現役で使われていた。その後、そのほとんどは解体された。

大型で数トンの採掘用ショベルは、今でもケーブルリフトショベル方式を採用している。1950年代と1960年代には、マリオンショベル社が米国東部の炭鉱向けに巨大な剥土ショベルを製造した。特筆すべきショベルとしては、マリオン 360、マリオン 5900、そして史上最大のショベルであるマリオン6360 「ザ・キャプテン」 （バケット容量180立方ヤード（140立方メートル^））などがある。一方、ブサイラス社は最も有名な巨大ショベルの1つである「ビッグ・ブルータス」を製造した。これは現存する最大のショベルである。 1967年から1988年まで稼働した「 GEM of Egypt 」（GEMは「Giant Excavating Machine」の略で、Egyptは最初に使用されたオハイオ州東部ベルモント郡のエジプト渓谷を指す）も同程度の大きさだった。現在は解体されている。^{[ 7 ]}これらの大型機械は今でも蒸気ショベルと呼ばれていますが、ウインチを動かすのに電気を使用しているため、より正確にはパワーショベルとして知られています。 

世界最大の完全な蒸気ショベルは、ニューヨーク州ルロイにあるマリオン社の機械で、1906年か1911年製である。 2008年に国家歴史登録財に登録された。^{[ 8 ]}

1909 年製のこの機械は、ラストン社が「クレーン ナビー」と呼んだもので^{[ 9 ]}、現存する世界最古の蒸気ナビーです。 ^{[ 10 ]}元々は、イングランドのベッドフォードシャー州アーレスィーにあるチョーク採石場で使用されていました。採石場が閉鎖された後、蒸気ナビーはそのまま放置され、採石場が水没したため「失われて」しまいました。1970 年代半ばまでに、その地域はブルー ラグーン(採石場からの化学物質が水を着色したことに由来) として知られる地元の景勝地となり、長期間の干ばつの後には、錆びたナビーの上部が水面から突き出ているのが見えました。ラストン & ホーンズビーの専門家レイ フーリーがその存在を知り、水で満たされた採石場からそれを救出するという困難な作業を組織しました。^{[ 11 ]}フーリーは、ラストン・ブサイラス工場の見習い工に完全な修復を依頼し、稼働状態にした。その後、リンカンシャー生活博物館の管理下に置かれた。^{[ 12 ]} 博物館は機械を十分に活用できず、屋根のない場所に保管されていたため、状態が悪化した。2011年、レイ・フーリーは、カンブリア州スレルケルド採石場・鉱山博物館のビンテージ掘削機トラストに機械を寄贈した。2011年に採石場に移設され、^{[ 10 ]}（2013年現在）完全な修復が再び進行中である。^{[ 13 ]}

25 台のBucyrus Model 50-B 蒸気ショベルが、橋、道路、排水路の建設、運河の底から切り出された大量の土砂や岩石の除去のためにパナマ運河に送られました。1 台を除くすべてのショベルはパナマでスクラップにされました。生き残った 1 台はカリフォルニアに送り返され、その後デンバーに運ばれました。1950 年代初頭、このショベルは Roy と Russell Durand によってローリンズビルに運ばれ、コロラド州ネダーランドの南 6 マイルにある Lump Gulch Placer で1978 年まで稼働しました。この蒸気ショベルは、稼働している Bucyrus Model 50-B の^{2台のうちの 1 台 (もう1}台はミネソタ州ロラグの Western Minnesota Steam Thresher's Reunion にあります) であり^、ネダーランド鉱山博物館に保存されています。カリフォルニア州ウィリッツにあるルーツ・オブ・モティブ・パワーも50-B型蒸気機関車を入手し、毎年9月上旬に開催される蒸気機関車フェスティバルで一般向けに運行している。

カリフォルニア州サクラメントの北、州間高速道路5号線の脇に、2本のシャベルが放置されている。