人と熱の関わりの足跡（その2）ボイラ技術の展開－高効率化への挑戦と破裂との戦い

摘要

ボイラの原型はおそらくブランデーやウィスキーの蒸留釜であったと思う．これらの蒸留釜では当然ながら発生する蒸気を用いて動力を発生するといった用途ではなかった．したがって作動圧力も大気圧近傍で，熱負荷もそう高いものではなかった．周知のようにHeronの蒸気タービンは丸釜で発生した蒸気を回転体に取り付けたノズルから噴出して回転する反動タービンであるが，動力発生を目的として産業応用するには千数百年の歳月が必要であった．その間を支えた原動機は風車や水車で，1600年代初頭のGiovanni Brancaの考案した装置にしてもボイラはHeronのそれとは大差はなかった．ボイラによる発生蒸気を利用した最初のものは，揚水機関，つまりポンプであった．著名なThomas Save坪よりも少なくとも数年前にEdward SomersetのWater commanding engine［1］など幾つかの試みはあるが，実用面からはThomas Saveryの機関に帰着するといって間違いないだろう．Saveryの蒸気による揚水機関［2］（1698年特許No.356）を図1に示す．ボイラからの蒸気を凝縮させそれによって水を吸い上げ，さらにボイラの蒸気圧を用いて高所へ水を押し上げる機関であったため，記録に残る最初のボイラ破裂（1716年）を引き起こした［3］．破裂の原因は性能向上を目論hで，安全弁のバーに過剰な庫を取り付けたことによるとされており，当初のSaveryのボイラにはDenis Papin式の安全弁が設置されていなかったことから判断して，破裂したのは、J．T．Desaguliersによる改良版［3］であったと推測する．