蒸気機関

質問

実用的蒸気機関の発明者は実はニューコメンなのにワットが発明者と誤解されるのはなぜですか？僕もつい先日までそう思っていました。それぞれの発明の特徴とかも分かれば教えて下さい。
また、蒸気機関車と蒸気プラントの水の利用の仕方の違いは何ですか？なぜディーゼル車より扱いがやっかいなのですか？

回答No.3

kobe-kun · ベストアンサー

＞　発明者は実はニューコメンなのにワットが発明者と誤解されるのは

すでに、前の方も説明されていあますように、ニューコメンの発明したものは、蒸気こそ使っていますが、
シリンダー内に真空を発生させ、駆動をする、「大気圧機関」と呼ばれるものです。

「　ニューコメン 大気圧機関　」
http://www.google.co.jp/search?num=50&hl=ja&c2coff=1&q=%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%B3%E3%83%A1%E3%83%B3+%E5%A4%A7%E6%B0%97%E5%9C%A7%E6%A9%9F%E9%96%A2&btnG=Google+%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr=lang_ja

ですので、蒸気機関と呼ぶことの方が、実は変なのですが、こう言う例は他にも有りまして、例えば、
ロケットエンジンは、【 水素と酸素の燃焼により高温の水蒸気を発生 】させ、
その反動力で飛ぶ原理になっていますが、習慣的？に、これらを「蒸気エンジン」とは呼ばないわけです。

＞　それぞれの発明の特徴とかも分かれば教えて下さい。

大雑把ですが、ワットの「蒸気機関」よりニューコメンの「大気圧機関」の方が、劣っている点のみを、
書いてみることにしましょう。

１．大気圧機関は、真空圧を使ってピストンを動かす方式なので、最高でも「マイナス１気圧の圧力」しか利用できない。
２．大気圧機関は、真空を作るためにシリンダー内に水を噴射をするが、この方式では、余り高速の回転は期待できない。

エンジンのパワー（出力）とは、「回転数とトルク（回転力）を掛け合わせたもの」になりますので、
回転数が低く、ピストンを押す力も弱い、ニューコメンの「大気圧機関」なら、ワットの「蒸気機関」に、
置き換えられてしまったのも、至極当然のことと言えるでしょう。

＞　また、蒸気機関車と蒸気プラントの水の利用の仕方の違いは何ですか？

蒸気プラントの意味が、「陸用の蒸気エンジン」のことだとすれば、陸用蒸気機関や、舶用蒸気機関が、
使い終わった蒸気を冷却水で冷やし、復水器で復水し、再利用する方式に対し、蒸気機関車の場合は、
エゼクター装置でボイラーの燃焼用空気を吸引するために、その圧力を使い切ってしまうことでしょう。

＞　なぜディーゼル車より扱いがやっかいなのですか？

自動車などに使った場合は、燃料の他に多量の水が必要になり、特にタンク型のボイラーを使う場合は、
重くてかさばるだけでなく、水を加熱し、お湯にするまでには、かなりの時間が掛かることでしょうか。

大きな水タンクは使わない、「直焚き形式の蒸気ボイラー」も有りますが、相対的に重く出力が小さい、
などの理由や、熱効率も余り良くない、などの理由により、次第に、ガソリン機関やディーゼル機関に、
その地位を奪われてしまった、と言うことなのでしょう。

「　第５節　欧米に誕生した蒸気エンジン付自転車　」
http://kiwat.com/jmh/zenshi-5/zenshi-5.html
http://kiwat.com/jmh/zenshi.html

「　ＣＨＡＳＳＩＳ　」
http://ghlin2.greenhills.net/~apatter/white.html
http://ghlin2.greenhills.net/~apatter/stanly.html

自動車用やバイク用のエンジンとしては、内燃機関に駆逐されてしまいましたが、但し発電用エンジン、
としてなら、ピストンエンジンではないですが「蒸気タービン機関」として、「陸用機関」の分野では、
未だに現役として活躍しているようですね。

回答No.2

foobar

ニューコメンは＃１さんの回答にも有るように負圧を使っています。（このため、「大気圧機関」と呼ばれることも多いかと。揚水ポンプなどでそれなりの台数は動いていたそうです。）

正の蒸気圧を使ったものとしては、ワットが最初になるのかな。

余談
ワットの最初（？）の仕事は、ニューコメンの効率改善(復水器の発明）だったような。初期のニューコメンの効率が悪いのは、シリンダ内で凝集させてたため、凝集のたびにシリンダが冷える　というものだったかと。で、凝集器をシリンダ外に持ち出したのがワットだったような。

回答No.1

nobugs

ニューコメンの蒸気機関は、蒸気の疑縮時の負圧を利用してピストンを動かしていたため、非常に効率が悪く、ワットの蒸気機関が実質的な実用機関として普及したためです。

ディーゼルとの比較では、起動時に蒸気圧が上がるまで時間が掛かるのと、出力を急激に変化させるのが難しいので、加減速の多い車両では使い辛い欠点があります。
また、同一出力では機関が大きく、構造が複雑になる欠点もあります。