水エンジン

水エンジンは容積式エンジンで、ピストンやバルブが類似した蒸気エンジンによく似ており、水圧で駆動します。給水は、自然の水頭、水道本管、またはロンドン水力発電会社がかつて提供していたような特殊な高圧給水から得られます。19世紀の水道本管は30～40 psiの圧力で稼働していることが多く、水力発電会社は最高800 psiの高圧水を供給していました。

水力モーター (ドイツ語: Wassermotor )という用語は、水道の蛇口から駆動される小型のペルトン水車型タービン (例: Whitney Water Motor )によく適用され、主にミシンなどの軽い負荷に使用されていました。

19 世紀には、油圧モーターや油圧エンジンという用語は、水力発電に使用される水力モーターや水力エンジンを含む、液体の圧力で駆動するあらゆるモーターを指すことが多かったのですが、今日では、特に指定がない限り、油圧モーターという用語は、通常、油圧機械の閉油圧回路内の油圧流体で動作するモーターをより具体的に指します。

水は事実上圧縮不可能なため、水エンジンのバルブ装置は蒸気エンジンのものよりも複雑で、一部の水エンジンにはバルブを動かすための動力源として小さな二次エンジンが搭載されていました。バルブを急速に閉じると、非常に大きな圧力が発生し、配管が破裂する恐れがあります (ウォーター ハンマーに似た現象)。また、ゆっくりと閉じるように設計されたバルブに加えて、多くの水エンジンでは、空気室を使用して空気を圧縮することで力を吸収していました。

水力エンジンがいつどこで発明されたかは不明だが、中央ドイツの鉱山で最初に使用された可能性がある。1600年頃にドイツを訪れたロバート・フラッドがそのような装置について記述していることは確かである。 ^{[1] [2]}

19 世紀、ロンドン市では水力エンジンが広く使用されており、ロンドン水力発電会社が広範囲に張り巡らせたパイプ網を通じて高圧水を供給することで稼働していました。実用的な電気モーターが使用されるようになってからも、水力エンジンは静か、信頼性が高い、運転コストが安い、コンパクト、安全、そして電気機器に適さない湿気や水浸しの状態でも確実に稼働する、鉱山の送水ポンプへの電力供給など、いくつかの利点があったため、数年間は人気を保っていました。完全に水没した状態でも稼働し続けられることが大きな利点であったからです。

その他の用途としては、鉄道会社による鉄道ターンテーブル、クレーン、ホイストなどの動力源、ロンドン・パラディアム劇場やコロシアム劇場の回転ステージ、パイプオルガンへの動力源としての使用などがある。

水力エンジンの最も大きな設計は、直接作用する水柱エンジンまたは水柱機械である^[3]（ドイツ語：Wassersäulenmaschine）。このような装置は、18世紀半ばからさまざまな鉱山地域で揚水目的で使用されており、例えば、 1810年にゲオルク・フリードリヒ・フォン・ライヘンバッハがベルヒテスガーデンからライヘンハルへ塩水を汲み上げるために使用した。^[4]

水圧ラムの機能と同様に、 注入された水は別の媒体によって輸送されます。水柱エンジンのさまざまなサイズのピストンは単一の車軸で回転し、その制御は蒸気エンジンの制御に似ています。水柱エンジンは塩水の輸送に使用され、ある場所から別の場所へポンプで送ります。

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  フライベルク水柱エンジン（1900年）
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  クラウショイスル博物館のライヘンバッハ水柱エンジン

水エンジンは洗濯機にも効果的に利用され、例えば 1914 年からはMiele社によって使用されました。1960 年代まで特に農村部で非常に一般的だったこれらの洗濯機は、木製の桶と、その蓋に回転する十字形の部品で構成されていました。この「星型ハンドル」は、水道本管に接続された 2 つのピストンによって、規則的に前後に回転しました。洗濯効果は、石鹸の泡 ( Lauge ) と水の両方またはいずれか一方が入った洗濯桶の中で洗濯物を一定に動かすことによって得られました。

大量の水が使われることはそれほど重要ではありませんでした。なぜなら、使用済みの水は十分に手に入り、非常に安価だったからです。さらに、倹約的な田舎の家庭では、水を動かすために使われた水が他の目的にも使われることが多かったのです。

水エンジンが正しく機能するための前提条件は、水道管に十分な圧力がかかることです。水の消費量が多いとき (仕事の前後) は、水圧が不十分になることがよくありました。水道管が凍結することが多い厳しい冬には、水エンジンは使用できませんでした。これらの理由から、洗濯機には依然として「筋力」で回転させる装置が付いていました。

現代の洗濯機が発明されたことにより、水エンジン付きの洗濯桶は市場から姿を消しました。

ウィキソースには、1911 年のブリタニカ百科事典の記事「ウォーター モーター」のテキストがあります。

• ダグラス・セルフによる水力エンジン
• 水柱エンジンの仕組み ( Java アプレット) (ドイツ語)