蒸気エンジンはどのように動作するのでしょうか?

かつて工業化の原動力となった蒸気エンジンは、蒸気の膨張を利用して熱エネルギーを機械エネルギーに変換する原理に基づいて動作します。このプロセスには、次の一連の手順が含まれます。

1.蒸気の発生 :

- 蒸気エンジンには熱源が必要で、通常は石炭またはその他の燃料を燃焼させて燃料を供給するボイラーです。

- ボイラー内の水は沸点に達するまで加熱され、蒸気になります。

・発生する蒸気は高圧・高温です。

2.ピストンとシリンダー :

- 蒸気エンジンはシリンダーと呼ばれる円筒形の部屋で構成されており、その中でぴったりとフィットしたピストンが前後に移動できます。

- ピストンは、その動きを目的の機械に伝達するピストンロッドに取り付けられています。

3.スチーム入場料 :

- ピストンがシリンダーの一端にあるとき、蒸気導入バルブと呼ばれるバルブが開き、ボイラーからの高圧蒸気がシリンダーに流入します。

4.ピストン運動 :

- 流入する蒸気の力により、ピストンがシリンダーの他端に向かって押されます。

- ピストンの動きにより、蒸気の圧力が機械的仕事に変換されます。

5.蒸気枯渇 :

- ピストンがストロークの端に達すると、蒸気導入バルブが閉じ、蒸気排出バルブが開きます。

- シリンダー内に閉じ込められた蒸気は、多くの場合、熱を回収するために凝縮器に放出されます。

6.繰り返しサイクル :

・蒸気排出後、反転機構によりスライドバルブを動かしたり、蒸気の流れの方向を変えたりして、蒸気をピストンの反対側に進入させます。

- このプロセスが繰り返され、蒸気がピストンを反対方向に押し戻します。

7.コネクティングロッドとクランク :

・ピストンの往復運動はクランクシャフトに連結されたコンロッドを介して回転運動に変換されます。

- ピストンの移動に伴ってクランクシャフトが回転し、車輪、ポンプ、工場設備などのさまざまな機械を駆動する継続的な動力源となります。

要約すると、蒸気エンジンは熱を利用して蒸気を生成し、その蒸気がシリンダー内でピストンを前後に駆動します。ピストンの動きはクランクシャフトを介して回転運動に変換され、さまざまな機械や装置に動力を供給できる機械エネルギーを生成します。技術の進歩とより効率的なエンジン、特に内燃エンジンの台頭により、最終的には 19 世紀後半に蒸気エンジンが衰退しました。