Steam Engine Puzzle

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蒸気エンジンは、作動液として蒸気を使用して機械作業を実行する熱エンジンです。

沸騰したお湯を使用して機械的な動きを生成することは2000年にわたってさかのぼりますが、初期のデバイスは実用的ではありませんでした。スペインの発明家ジェロニモ・デ・アヤンツ・イ・ボーモントは、1606年に最初の蒸気エンジンを特許を取得しました。 1698年、トーマス・セイブリーは、汲み上げられている水と直接接触して蒸気を使用した蒸気ポンプを特許しました。 Saveryの蒸気ポンプは、凝縮蒸気を使用して真空を作成し、チャンバーに水を引き込み、その後、加圧蒸気を加えて水をさらに汲み上げました。 Thomas Newcomenの大気エンジンは、ピストンを使用した最初の市販の真の蒸気エンジンであり、1712年に鉱山を汲み上げるために使用されました。

1781年、ジェームズ・ワットは連続回転運動を生成する蒸気エンジンを特許しました。[1] Wattの10馬力のエンジンにより、幅広い製造機械を駆動できました。エンジンは、水と石炭または木材燃料を入手できる場所に配置できます。 1883年までに、10,000馬力を提供できるエンジンが実行可能になりました。[2]蒸気エンジンは、トラクションエンジンや鉄道機関車などの車両にも適用できます。固定蒸気エンジンは、産業革命の重要な要素であり、工場が水力が利用できなかった場所を見つけることができました。

蒸気エンジンは外部燃焼エンジンであり[3]、作業流体が燃焼生成物とは別のものです。太陽光発電、原子力、地熱エネルギーなどの非燃焼熱源を使用することができます。このプロセスを分析するために使用される理想的な熱力学サイクルは、ランキンサイクルと呼ばれます。サイクルでは、水が加熱され、高圧で動作するボイラー内の蒸気に変換されます。ピストンやタービンを介して拡張すると、機械的な作業が行われます。次に、減圧蒸気を凝縮し、ボイラーに戻します。

一般的に使用すると、蒸気エンジンという用語は、鉄道蒸気機関車や携帯用エンジンなどの統合された蒸気植物（ボイラーを含む）のいずれかを参照したり、ビームエンジンや固定蒸気エンジンのように、ピストンまたはタービン機械だけを指すことができます。蒸気ハンマーや蒸気杭ドライバーなどの特殊なデバイスは、別のボイラーから供給される蒸気に依存しています。往復ピストン型蒸気エンジンは、電気モーターと内燃エンジンの設計の進歩が徐々に進歩した20世紀初頭まで、支配的な電力源のままでした。世界中の電気発電の大部分がタービン型の蒸気エンジンによって生産されていることを考慮すると、「蒸気時代」は19世紀の変わり目のエネルギーレベルをはるかに超えて継続しています。