原題は『Maxims and Instructions for the Boiler Room』、著者は N. Hawkins です。
　日露戦争前夜の艦船の「機関室」がどんな感じだったのか、生々しく伝わってきます。もちろん、蒸気機関車についても。

　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに深謝します。
　図版は省略しました。
　以下、本篇です。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「ボイラー室のための格言と指示」の開始 ***
プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「ボイラー室の格言と指示」（N.（ネヘミア）ホーキンス著）

注記： オリジナルページの画像はインターネットアーカイブからご覧いただけます。ttps ://archive.org/details/maximsinstructio00hawkをご覧ください。

ボイラー室 に関する格言

と

指示。

エンジニアのためのホーキンス教育作品
この作品は、WR ホーキンス、RF ホーキンス、FP ホーキンスに兄弟愛を込めて贈られます。

リチャード・トレヴィシック。

ボイラー室

のための格言と指示。

蒸気発生器、ポンプ、機器、蒸気暖房、実用的な配管などに関する

技術者、消防士、機械工に役立ちます。

ページ装飾
著者：N. HAWKINS、ME、

全米定置技術者協会名誉会員、論説委員、『エンジニアと消防士のための計算ハンドブック』著者
さまざまな形式の蒸気ボイラーの構築、設定、制御、管理、蒸気ポンプの理論と実際の操作、蒸気加熱、実際の配管、安全弁、ボイラーの強度、ポンプの容量などの規則に関する指示と提案が含まれます。

THEO. AUDEL & CO.、出版社、
63 FIFTH AVE.、Cor. 13th St.、
ニューヨーク。

1897 年 – 1898 年 – 1903 年Theo, Audel & Co.
著作 権所有。

序文。
蒸気機関車の使用者、技術者、火夫の使用を目的としたこれらの格言と指示の準備と発行の主な謝罪は、計算が親切に受け入れられたことです。

しかし、他にも理由があります。著者は、様々な形で20年近く関わってきたこの階級に、恩恵を与えたいという健全な願望を抱いているのです。

本書の計画は、『計算』で一般的に認められているものと同じであり、完成した本書は、表紙に記載されている諸文献の参考資料および指導資料となるでしょう。参考資料として、本書は巻末に索引と定義表を併載することで特に役立ちます。これらの表を用いることで、ボイラー室のあらゆる機械、材料、性能の意味を容易に理解でき、指導の「要点」を活用できます。

この作品は、現在は原稿の状態で部分的に発行されており、変更や拡大が可能です。編集者は、これを正式な本の形にする前に、専門家の同僚からの有益な提案に感謝するでしょう。

コンテンツ。
ページ
序文 7
導入 9
材料 12
石炭 13
木材 14
泥炭 14
タン 15
ストロー 15

コーラ、木炭、ピートチャコール

15

液体燃料とガス燃料

15

空気

16

蒸発表

18

火かき棒

19

便利なツール

21

ツールボックス

22
蒸気ボイラーの点火

24

様々な燃料での燃焼方法

28

コーラで発射

28

コールタールで焼成

30

わらで焼く

31

油で焼く

32

外洋汽船での射撃

32

おがくずと削りくずの焼成

33

機関車の点火

36

タンバークで焼成

36

解雇に関するポイント

37

ボイラー内の泡立ち

42
やってはいけないことの章

44
蒸気発生器

48

説明

49

直立型蒸気ボイラー

50

蒸気ボイラーの発展

52

船舶用ボイラー

60

表面凝縮器

65

コンデンサーの動作

66

水管式蒸気ボイラー

67

水管ボイラーの手入れ

70

セクショナルボイラー

71

機関車ボイラー

72

標準水平管状蒸気ボイラー

79

管状ボイラーの部品

81

トリプルドラフト管状ボイラー

83
125馬力ボイラーの仕様

85

タイプ

85

寸法

85

鋼板の品質と厚さ

85

フランジ

85

リベット留め

86

ブレース

86

マンホール、ハンドホール、シンブル

86

ラグ

86

鋳物

86

テスト

87

品質と職人技

87

継手と取り付け

87

図面

87

ボイラーの義務

87
ボイラープレートのマーク

88
ボイラーの建設

89

鋼板の品質

90

ニッケル鋼ボイラープレート

91

リベット留め

91

蒸気ボイラーのブレース

96

ボルトにかかる圧力やひずみを求めるための規則

99

ガセットステイ

100

リベットまたはネジ留めステー

101

蒸気ボイラーのブレースに関する検査官規則

102

ルールと表

105

ボイラーチューブ

110

摩耗により薄くなる船舶ボイラー部分

112
施工例と図面

113

安全な内部圧力のルール

117
用語の定義

121

抗張力

121

面積の縮小

121

伸長

121

せん断強度

121

弾性限界

121

厳しい

121

延性

121

弾性

122

疲れた

122

柔軟性

122

溶接可能

122

コールドショート

122

ホットショート

122

均質な

122
ボイラー修理

123

ひび割れの修復

123

欠陥と必要な修理

124

ボイラーの状態に関する所有者から担当エンジニアへの質問

127

ボイラーの欠陥に関する船舶免許候補者への質問

127
蒸気ボイラーの検査

129

蒸気ボイラー検査の準備方法

130

証明書の発行

131

油圧テスト

131
技術者試験

133
機械式ストーカー

134
給水に関する化学用語と説明

136

化学

136

要素

136

試薬

136

酸化物

136

炭酸塩

136

酸

137

アルカリ

137

塩化

137

硫酸塩

137

シリカ

137

マグネシア

138

炭酸マグネシア

138

ライム

138

ソーダ

138

ナトリウム

138

塩

139
給水分析

140

方向

140

インディアナ州アルゴス発

140

スーフォールズ（サウスダコタ州）出身

140

イリノイ州リッチフィールド出身

141

マサチューセッツ州チェルシー出身。

141

テネシー州メンフィス出身

141

イリノイ州ペキン出身

141

オハイオ州ティフィン出身

141
蒸気ボイラーの腐食と付着物

142

水の予備沈殿

144

海水用沈殿装置

145

船舶ボイラーに付着したスケール

146

機関車とボイラーの複合施設

149

蒸気ボイラーのスケーリングに関する「ポイント」

149
給水における不純物の技術者による検査

153

ボイラーにおける石油の使用

155

ボイラーの灯油

156

機械式ボイラークリーナー

159

スカム装置

161

船舶ボイラーにおける亜鉛の使用

162
ボイラー設備および備品

164

ボイラー前面

165

炉の扉

168

ヒューズプラグ

171

格子バー

173

水位計コック

176

ガラスゲージ

177

マッドドラム

179

バッフルプレート

180

デッドプレート

180

蒸気笛

180

蒸気ゲージ

181

蒸気分離器

183

センチネルバルブ

184

ダンパーレギュレーター

185

燃料エコノマイザおよび給水浄化装置

185

安全弁

187

安全弁に関する米国の規則

189

給水加熱器

196

貯水槽の容量

202

水道メーター

203

水道メーターに関する「ポイント」

204

蒸気ボイラーインジェクター

206

インジェクターに関する「ポイント」

209
熱の法則

212
蒸気ポンプ

215

ポンプの分類

217

ポンプに関するポイント

219

ポンプに関する計算

222
水に関する重要な原則

224
石炭の保管と取り扱い

225
炉の化学

226

酸素

229

炭素

229

水素

230

窒素

230

硫黄

230

炭酸ガス

230

二酸化炭素

231

テーブル

231
耐熱・装飾用塗料

232
圧力記録計

233
ボイラーに適用される馬力

234

水平管式蒸気ボイラーの馬力推定規則

235
ボイラー設定

236

水管ボイラーの設置

239

ボイラー設定に関するポイント

239
炉の火を起こす

241

おがくず炉

242
パイプと配管

244

パイプと継手の接合部

248
蒸気と温水暖房

251

蒸気加熱に関するポイント

254

換気

265

排気蒸気による暖房

267

蒸気継手の手入れ

268

蒸気継手に使用されるツール

269

コック

270

バルブ

271

蒸気継手

274

蒸気管とボイラーカバー

275

蒸気管の線膨張

276

スチームループ

278
ボイラーメーカーの工具と機械

281
スチーム

282
ウォーターハンマー

283
ボイラー室の危険性

285

燃料油

289
水循環

294
煙突と通風

296
配管

298

配管と排水

299

鉛管継手

300

パテジョイントによるパイプの修理

303

鉛管の曲げ

304

配管工のはんだ

305

配管工の道具

306
鉄の重量とゲージの比較表

309
静音給湯器

312
事故と緊急事態

313

火傷と熱傷

313

接着剤燃焼混合物

315

煙による無感覚

315

熱中症または日射病

316

切り傷と傷

316

出血

317

凍傷

318

骨折

318

湿布

319

負傷者の搬送方法

319
個人的

320
索引

321
広告

333

オリバー・エヴァンス。ジョージ・スティーブンソン。ロバート・フルトン。

導入。
歴代の技術者たちは、蒸気生産に関する一般的な知識の蓄積に、暗黙の経験を加えてきました。そして、それは後継者に伝えられ、彼らによってさらに追加されてきました。本書では、技術者と火夫たちの間で格言として受け継がれてきた暗黙の行動規範を、参考のために形にすることを目的とします。格言とは、最も短い言葉で表現された、議論の余地のない真実のことです。

エンジニアの独り言。ボイラー室に立って周囲を見回すと、知っておくべきことがたくさんあります。石炭！その品質は？10時間、あるいは24時間でどれくらい消費されるのか？ボイラーの下の火格子は、燃料を経済的に消費するのに最適な方法なのか？燃焼方法を変えることで、石炭を節約できるのか？安全弁。どのくらいの圧力で吹き飛ぶのか知っているか？重量が適切に置かれていることを確かめるために、安全弁の計算方法を教えてくれるか？火格子の面積、つまり管と外殻の伝熱面積を計算する方法を知っているか？蒸気計と真空計の構造を知っているか？蒸気計は蒸気圧を上回ったり下回ったりすることなく、正しく指示していると確信できるか？ボイラーの設定について知っていることは？耐火レンガの大きさと品質について？燃料中の炭素と水素と大気中の酸素の結合について？酸素、水素、窒素について？燃焼の法則について？輻射と熱面について？

「パイプのカバーに適した非伝導性物質とは何か、そしてなぜそれが良いのか知っていますか？ボイラーには何ガロンの水が入っているか知っていますか？」

「水と蒸気について私が何を知っているというのか？ 24時間で何ガロンの水が蒸発するのか？ 鉄鋼、ボイラーの蒸発、エンジンの馬力、ボイラーの付属部品や接続部品について私が何を知っているというのか？」

「エンジンシリンダーの面積と容量を計算できますか？ 指示計の図表を取り出して読み取ることができますか？ 偏心装置を調整できますか？ バルブを調整できますか？ 温度計の構造を理解し、大気圧、温度、最適な換気方法について何か知っていますか？ 高温計と塩分計を使用できますか？」

×
「ボイラー室や機関室の外に出なくても、空気、水、蒸気、熱、ガス、運動、速度、ストロークや回転、面積や容量など、すべてが自分に関することだと分かります。私はこれらについてどれだけ知っているでしょうか。

「一つの石炭からどれだけのことを学ぶことができるだろうか？それは何だったのか、どこから来たのか？燃えるとどんなガスが出るのか？」

「水についても同じです。水の組成は？ 熱は水にどのような影響を与える？ 水はどのように循環する？ 沸騰水の温度は？ 異なる圧力下での温度は？ 潜熱とは何ですか？ 膨張力とは何ですか？」

これらは、勤務中に多かれ少なかれ鮮明に浮かぶ、機関士と火夫の心を満たす疑問であり、本書の目的は、無理をせずにできる限りこれらの疑問に答えることである。なぜなら、ボイラー室で行われている作業を完全に理解するには、多くの科学分野に精通する必要があるからである。蒸気工学に関する事柄においては、「技は長く、時は短い」ということを忘れてはならない。

この本がどのような有用性を持つのかは誰も疑う余地がなく、より知的で知識豊富な機械工にとっての「木を切る人、水を汲む人」にはなりたくない人でも、この本に盛り込まれた原則とルールをかなりの程度理解していなければなりません。特に、自分の職業の達人となり、その技術と判断力に絶対的な信頼を寄せる人として評判を得たいのであれば、なおさらです。

著者は、この著作を準備するにあたり、常に 2 つの目的を念頭に置いていました。第 1 に、学生が、ここで述べられている専門分野の主要原則をよく理解できるようにすること、第 2 に、この著作の合理的な範囲内で、できるだけ多くのアドバイスと情報を学生に提供することです。

この作品に含まれる内容の一部は非常に単純であり、すべてが非常に分かりやすく意図されているのは事実ですが、最も熟練した現役のエンジニアでさえ、かつては事実や原​​則のほんの一部も知らなかったというのは真実です。11ここで述べられていることと、彼がその現役時代を通して、最初に成功を達成した主要なステップを知る必要性から逃れられることは決してなかった。

以下は、国内有数の機械系雑誌の論説欄から引用したものであり、「技術者の独白」ですでに示唆されているのと同じ示唆に富む考えが含まれている。

この国の技術者の間では、彼らの仕事の根底にある事実や原理に関する静かな教育運動が進行しており、それは産業情勢に重要な影響を及ぼす可能性を秘めています。この教育運動はあらゆる階層の労働者に顕著に見られますが、とりわけ国の発電所の責任者の間で顕著です。これは幸運なことです。なぜなら、こうした分野で一度進歩が始まれば、決して止まることはないからです。

エンジニアには様々な階級があります。大規模施設の主任エンジニアは、通常は熟練した機械工であり、重大な責任を担っています。一方、単なるストッパーやスターターは、単に儀礼的にエンジニアであり、資格に関して言えば、その地位は全く別の人物にすぐに取って代わられる可能性が高いのです。自分の仕事の機械的な細部以外何も知らない人は、すぐに居場所を失うでしょう。

技術者から、長文の記事になるほどの質問が毎週のように寄せられます。これは、技術者が現在も情報収集において遅れを取っていないことを示す点で興味深いものです。印刷された約1000の質問のうち、半分以上は現場の技術者からのものでした。これらの質問は、蒸気工学、蒸気機関の管理、建設など、多岐にわたります。

「レバー」という言葉の古い意味は「持ち上げる」であり、この本は、熱心な学生にとって、生涯の仕事で前進するための真のレバーとなることを意図しています。また、段階的に登る梯子のようにも使用され、その下の段も一番上の段と同じくらい重要です。

さらに、編集者の切なる願いは、この著作によって誰かが「昇進」した暁には、今度は彼らが他の人々の昇進の担い手となり、それによって著作の恩恵が広く広がることである。

ページ装飾
材料。
蒸気を工業用原料として生産する場所で技術者が扱わなければならないことは、

1. 蒸気発生器。
2. 空気。
3. 燃料。
4. 水。
5. スチーム器具。

あらゆる蒸気プラントの一部を形成するこれらの点から始めて、それがいかに限定的であろうと、いかに広大であろうと、主題は、あらゆる時代と文明世界のあらゆる部分に広がる千のさまざまな部門を包含するまで、簡単に拡大することができます。

13

学生が問題を真に科学的な順序に分類し、整理できるように、指定された主題を提示することがこの研究の範囲内です。

ページ装飾
材料。

蒸気部門に就職すると、初心者は石炭、水、石油などの光景に目を奪われ、空気、蒸気、ガスといった目に見えない物質についても教えられます。これらの目に見える物質的産物と機械を適切に操作することが、彼の生涯の課題となるでしょう。未だ未解決の問題を適切に解決するためには、蒸気生産に関わる様々な物質の性質と歴史について少しでも知っておくことほど有益なことはありません。まずはそこから始めましょう。

石炭。
蒸気機関のすべての動力源は、熱の形で石炭に蓄えられています。

そして、この熱は、燃やすこと、つまり燃焼によって有効になります。

石炭は炭素、水素、窒素、硫黄、酸素、灰で構成されています。これらの元素はすべての石炭に含まれていますが、その量は異なります。

最も優れた種類の一般的な割合は次のとおりです。

 アンスラサイト 瀝青質 木材

（平均）
乾燥。 泥炭 ピート
1 ⁄ 4
水
炭素 90 1 ⁄ 2 81 50 59 44
水素 2 1⁄2​​ 5 1⁄4​​ 6 6 4 1⁄2​​
窒素 0 1 ⁄ 4 1 1 1 1⁄4​​ 1
硫黄 00 1 1⁄2​​ 0 ? （25）
酸素 2 1⁄2​​ 6 1⁄2​​ 41 30 22 1 ⁄ 2
灰 4 1 ⁄ 4 4 3⁄4​​ 2 3 3⁄4​​ 3
100 100 100 100 100
石炭やその他の燃料を燃やすには、燃焼する前に大気を取り込む必要があります。空気は酸素を供給しますが、酸素がなければ燃焼は起こりません。

14

1 ポンドの石炭を燃焼させるには 150 立方フィートの空気を使用する必要があり、日常の作業ではその 2 倍の量の空気を供給する必要があることがわかっています。この空気は、一部は火格子バー、一部は穴あきドア、およびすでに加熱された石炭を炉に適用するためのさまざまな装置を通じて石炭に供給されます。

木材。
可燃物としての木材は、2 つのクラスに分けられます。1 つ目は、オーク、トネリコ、ブナ、ニレなどの硬くて緻密で比較的重い木材です。2 つ目は、マツ、カバ、ポプラなどの明るい色の柔らかく比較的軽い木材です。

切り出された木材には、ほぼ半分の水分が含まれており、乾燥した場所に数年間保管すると、15 ～ 20 パーセントの水分が保持されます。

実験の結果、木材の蒸気発生力は石炭の半分強に過ぎないことが分かっており、水分が多いほど加熱力は低下します。燃料費の高いヨーロッパでは、木材から最大の加熱力を得るために、使用前に燃料となる木材を徹底的に乾燥させるという慣習があり、場合によっては専用のストーブを使用することもあります。この「ヒント」は、場合によっては役立つかもしれません。

基本的な状態にまで落とし込んだ木材の組成は、石炭の表に記載されています。

泥炭。
泥炭は、湿地や沼地、沼地の有機物または植物性土壌（腐敗したコケ、粗い草など）です。地表近くの泥炭は分解があまり進んでおらず、軽くスポンジ状で繊維状で、黄色または明るい赤褐色です。下の方に行くほど密度が高く、濃い茶色になり、最下層では黒っぽい茶色、またはほぼ黒色で、ピッチ状または油のような感触です。

自然状態の泥炭は、通常75～80%の水分を含みます。水分が85%または90%に達する場合もあり、その場合は泥炭は泥水のような粘稠度になります。

湿った泥炭を粉砕したり、粉砕して繊維を破砕したり、切断したりすると、乾燥時の収縮ははるかに大きくなります。15この処理によって泥炭の密度は高まり、湿原から切り出した直後に乾燥させた場合よりも、泥炭はより密度が高く、よりしっかりと固められます。このようにして作られた泥炭は凝縮泥炭と呼ばれ、凝縮の程度は泥炭の本来の重さによって異なります。泥炭は、湿った状態で繊維を破砕するという単純なプロセスによって、非常に効果的に固められ、凝縮されるため、単なる機械的な圧縮力ではこれに匹敵するものはありません。

表には、泥炭の成分が2つの状態で示されています。1つは分析前に完全に乾燥して粉末状になった状態で、もう1つは水分が25%の状態でです。

我が国の広大な天然炭田に数多くの侵入が行われてきたことを考慮すると、将来の燃料としての泥炭の価値は興味深い問題です。

タン。
なめし工程で使用されたオークの樹皮、すなわちタンニンは、燃料として燃やされます。使用済みのタンニンは、樹皮の繊維質の部分です。オークの樹皮5に対して、乾燥タンニンが4の割合で生成されます。

ストロー。
わら（燃料として）の2つの構成は次のとおりです。
水、 14 パーセント。
可燃物、 79 「
灰、 7 「
コークス、木炭、ピート木炭。
これらは石炭、木材、泥炭から同様のプロセスで生成される類似の物質であり、生成する燃料の強度に応じて蒸気発生能力が異なります。これらを製造する方法は炭化と呼ばれ、密閉容器または堆積物内で加熱によってすべてのガスを除去し、炭素と灰などのより固体の部分だけを残すことを意味します。

液体燃料とガス燃料。
この項目には石油と石炭ガスが含まれます。これらは石炭と石炭油から多種多様な価値で得られます。これらの燃料の暖房能力は、添付の表からもわかるように、トップクラスです。

16

石炭以外にも、木材、コークス、おがくず、タンニンなめし皮、泥炭、石油、そして石油の廃棄物など、様々な燃料があります。これらはすべて大気中の空気と混合して燃焼し、酸素は燃料の可燃性成分と結合し、窒素は廃棄物として煙突から排出されます。

石炭の可燃性成分は炭素、水素、硫黄で、不燃性成分は窒素、水、そして灰や燃え殻などの不燃性固形物です。ボイラーの燃焼過程において、最初の3つの要素は完全に消費され、熱に変換されます。窒素と水は蒸気となって煙道へ排出され、灰と燃え殻は火格子の下に落ちます。

無煙炭は燃焼中も形状を保ちますが、急速に加熱されると粉々に砕け散ります。炎は一般的に短く、青色です。無煙炭は着火しにくく、局所的に強い熱、あるいは集中的な熱を発するため、通常、かなりの量の燃料が火格子に残ったまま燃焼が消えてしまいます。

乾燥燃焼または自由燃焼する瀝青炭は無煙炭よりも軽く、燃焼温度に速やかに容易に達します。瀝青炭はコークス化により大きく膨張するため、空気の流入が容易になり、固定炭素が迅速かつ完全に燃焼します。

異なる種類の燃料で発射する方法については、別の場所で説明します。

空気。
技術者が炉の管理を成功させるかどうかは、燃料の使い方と同じくらい、空気を適切な混合比で扱うかどうかに大きく左右される。

1. 空気は目に見えませんが、石炭や石と同じくらい物質的なものです 。もし地球内部に空気を下降させる開口部があれば、その密度は下降するのと同じように増加し、下降するのと同じように減少します。約34マイルの深さでは水と同程度の密度になり、48マイルの深さでは水銀と同程度の密度になり、約50マイルの深さでは金と同程度の密度になります。

17

2. 空気は単なる物質ではなく、浸透できない物体です。たとえば、底が滑らかで閉じられた中空のシリンダーを作り、それにストッパーまたは固体のピストンを取り付けると、その中の空気を逃がさない限り、いかなる力でもシリンダーの底に接触させることはできません。
3. 空気は流体であり、その構成要素の大きな可動性、激しい嵐やそよ風の中であらゆる方向に流れることからその性質が証明されています。また、圧力や打撃があらゆる部分に伝播し、すべての部分に同様に影響を及ぼすという事実からもその性質が証明されています。
4. 空気は弾性流体でもあるため、膨らんだ袋を圧縮すると、すぐに元の位置に戻ります。実際、圧縮された空気は圧縮されたときと同じ力で元に戻ります。または元に戻ろうとするため、空気は完全に弾性のある物体です。
5. 底部の 1 平方フィートの空気柱の重さは 2,156 ポンド、つまり 1 平方インチあたり 15 ポンドに非常に近いことが分かっています。そのため、大気圧は 1 平方インチあたり 15 ポンドに等しいと表現するのが一般的です。

これら 5 つの点から、エンジニアは、目に見えないものの、自分の仕事を遂行する上で空気を重要な要素として考慮する必要があることがわかります。

空気が何で構成されているのかは、非常に重要な知識です。空気は目に見えない2つの気体の混合物でできています。その気体の原子は、想像を絶するほど微細で、まるでビー玉と弾丸の塊のように混ざり合っています。つまり、一緒にいてもそれぞれの特性を全く失わないということです。この2つの気体は窒素と酸素と呼ばれ、空気100体積のうち、窒素は79、酸素は21です。しかし、重量比では（酸素が最も重いため）、窒素が77、酸素が23です。

酸素は石炭と結合して熱を供給する部分であり、実際にそれがなければ燃焼の過程は不可能であろう。2つのガスのうち酸素は炉の中で多かれ少なかれ不完全に燃焼し、窒素は無駄になる。

18

蒸発表。
これまで述べた様々な燃料の金銭的価値を算出するために、それらの比較価値を非常に正確に表す合成法が確立されました。この法則は初歩的な作業には難しすぎますが、以下の結果は容易に理解でき、価値あるものとなるでしょう。

燃料（ポンド） 水温212°
石炭、 14.62 水（ポンド）。
コーラ、 14.02 「
木材、 8.07 「
木材; 25%の水、 6.05 「
木炭、 13.13 「
完全に乾燥した泥炭 10時30分 「
水分25%の泥炭 7.41 「
泥炭、木炭（乾燥）、 12.76 「
日焼けして、乾燥して、 6.31 「
日焼け、水分30%、 4.44 「
石油、 20.33 「
石炭ガス 1ポンドまたは（31 1 ⁄ 3立方フィート） 47.51 「
この表の読み方は次のとおりです。「1ポンドの石炭は平均して14.62ポンドの水の蒸発容量を持っています」または

すべての熱が利用された場合、水分が 4 分の 1 含まれる泥炭 1 ポンドが蒸発し、水 7.41 ポンドになります。

実際にはこれらの結果の半分強しか達成されませんが、ある種の燃料と他の種類の燃料の価値を比較する場合、これらの数字は非常に重要です。木材やタンを燃焼するボイラーは、石油を燃焼するボイラーよりもはるかに大きなものが必要です。

19

火かき棒。
蒸気の製造には、燃料を多かれ少なかれ取り扱うことが必要であり、完全に分解されるまで、つまりボイラー室に灰とクリンカー以外何も残らないまで、作業員が作業効率を上げるために使用する主な道具は以下のとおりです。1. スコップ、2. ポーカー、3. スライスバー、4. バロー。

図1.

図1は、一般的に「石炭ショベル」と呼ばれる通常のスコップ型ショベルを表しています。鉄道員などの間では、機関車用スコップまたはチャージングスコップと呼ばれています。この図も通常のスコップを表しています。どちらもボイラー室の日常業務に不可欠です。

図2.

カット2には、炉の火かき棒（A）と2種類のスライスバーが描かれています。いずれも鍛冶屋によって丸い鉄から作られ、長さは約7～8フィートで、先端の形状のみが異なります。通常のスライスバーは図2のCに示されており、主に機関車で使用される特殊な形状の「ダート」はBに示されています。

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これらの重要な道具の巧みな使い方は、口頭で伝えられる職業の一部であるため、印刷物で示すしかありません。スライスバーを作る際の「ポイント」を一つ挙げるとすれば、それは下側が完全に平らで、火の下に押し込んだ際に格子バーの表面を滑るようにすることです。また、刃の上部は半分のくさび形にすることで、下側が滑る際に灰とクリンカーを上に押し上げます。

これらの道具と併せて、レイジーバーと呼ばれる器具が使用されることがあります。これは、瀝青炭などの石炭火を鎮火する際に、火夫にとって非常に便利です。時間と燃料、そして蒸気を節約できます。これはフック状の鉄で、炉の扉の上に巧妙に取り付けられており、鎮火時に重いスライスバーやポーカーの重量の大部分を支えることができます。

図3.

ボイラー室の作業に等しく不可欠なのが、図3に示す手押し車です。この車両には様々な種類があり、それぞれ鉄道用手押し車、鉱石・石材用手押し車、土砂用手押し車などと呼ばれています。しかし、図3に示されているのは、通常の石炭用手押し車です。

ボイラーの「バッテリー」やガス室、その他の適切な場所へ石炭を輸送する際には、手押し車ではなく、ほぼ常に可搬式の貨車と鉄製の軌道が用いられる。炉におがくずや削りくずを供給する際には、大型の鉄製スクリューコンベアや送風機が頻繁に使用される。膨大な量の燃料を扱う際には、担当技術者の真の創意工夫が十分に発揮される。

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ほぼすべてのボイラー室では、図に示されているスライスバーとポーカーを模した柄に似た、厚手の鉄板で作られた鍬が使用されています。様々なサイズの鍬を2～4本セットで用意しておくと、火起こし用の道具として非常に便利です。灰を処理するための軽量の園芸鍬も、省力化のために欠かせません。

便利なツール。
蒸気発生の準備工程を行うための前述の装置に加えて、作業員は、石炭を砕いたり類似の作業を行うためのハンドハンマー、そり、レンチ、およびボイラーや軸の周りで使用するための軽い はしごを手元に置いておく必要があります。

これらに加えて、ボイラー室の作業を適切に行うためにほぼ不可欠なさまざまなものがあります。火と水のバケツ、ランタン、ゴムホースなどです。賢明な蒸気使用者であれば、これらを最高品質のものを用意し、エンジニアはすぐに使用できるように所定の場所に注意深く保管します。

図4.

これらのよく知られたツールの他に、ファイル、レースカッター、ボイラーの煙突ブラシ、ストック とダイ、パイプトング、スクリュージャッキ、 バイスなどがあり、これらはすべて、適切なタイミングで熟練した技術で使用すれば、コストに見合った大きな利益をもたらします。

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ツールボックス。
ボイラー室の複雑な操作、緊急事態、そして変化する状況により、一見場違いに思えるかもしれない多くの器具の使用が求められます。以下の図は、これらの便利な器具の一部を示しています。

図5.

図5のAは、長さ3～8インチの一般的なコンパスの形状を示しています。Bは、長さ5～24インチの一般的な鋼製コンパスデバイダーを示しています。

図6.

この図では、A は内側と外側のダブル キャリパー、B は調整可能な外側キャリパー、C は内側、D は外側のプレーン キャリパーを示しています。

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蒸気ボイラーの点火。
蒸気ボイラーの手入れと管理は、次の 3 つの要素で構成されます。

1. 準備。部分的に水を入れて火を起こすことが含まれます。
2. 火を走らせ、抱きしめ、火を燃やし、そして消火または鎮火させること。
3. しばらく作業した後の掃除。

所有者と従業員双方にとって、これを最大限活用するには、経験豊富な専門家の指導の下で実践する以外に方法はありません。熟練した火夫の職務に関する「秘訣」、あるいは暗黙の科学は、初心者には、既に経験を積んだ技術者や火夫、あるいはこの分野を専門に研究している専門家から伝えられなければなりません。火夫の技術は独学では習得できないことを理解しましょう。

この知識の重要性は、ドイツで行われた競争試験において、訓練を受けた消防士と訓練を受けていない消防士の間で、石炭1ポンドあたりの蒸発量を確保するという点で顕著な差が示されたことからも明らかです。訓練を受けた消防士は11ポンドの水を蒸発させることに成功したのに対し、訓練を受けていない消防士は6.89ポンドしか蒸発させることができませんでした。

貧しい火夫はどんなに高くても高くつくのは確かであり、有能な火夫なら現在の賃金の2倍でも安く済むかもしれない。例えば、1日に3トンの石炭を燃やす人がその仕事に対して2ドルの報酬を受け取っているとしよう。そして、その過程で彼が無駄にしているのはわずか10%だとしよう。石炭が1トンあたり4ドル50セントだとしたら、損失は1日あたり1ドル35セント、つまり同じ金額を節約できる人に1日あたり3ドル35セント支払うのと同等の額になる。

フィラデルフィア水道局の故主任技師は、市に年間およそ 50,000 ドルの節約をもたらしました。また最近では、老舗の毛織物工場の週当たりの水消費量が 71 トンから 49 トンに減少しました。この点に細心の注意を払うことで、明らかに 22 トンの節約が実現しました。

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あるシステムについて与えられた規則や指示が、他の形式のボイラーには必ずしも適用できないことは明らかであり、これがこの技術が個人指導に大きく依存する主な理由かもしれません。しかしながら、初心者向けにいくつかの規則とヒントを提供します。これらは、火夫が上級職に就く上で役立つかもしれませんし、現在の職位を永続的に維持するためにも役立つかもしれません。

同じボイラーは二つとありません。全く同じように見えても、全く同じ、あるいは同等の性能を発揮するボイラーは二つとないと言われています。蒸気機関と同様に、蒸気ボイラーにもそれぞれに個性があり、最良の結果を得るためには、担当者はそれを熟知する必要があります。

全く同じに見える蒸気機関の必要な手入れにおける相違は、機関車用、船舶用、据置型、可搬型ボイラー、その他の形態の蒸気発生器の取り扱いに要求される異なる技能と経験においてさらに顕著です。

朝、ボイラーに火をつける前に、技師または火夫は、様々な点について迅速かつ念入りな点検を行うべきである。すなわち、1. ボイラーに適切な量の水が入っているか、夜間に水が切れたり、第三者によって改ざんされたりしていないかを確認するべきである。この最初の簡単な予防措置を怠ったために、多くのボイラーが故障している。2. 安全弁が正常に機能していることを確認するべきである。これは、安全弁棒に重りを固定している弁を棒または手で持ち上げることによって行われる。3. 蒸気が発生している間に、ボイラー内の空気を抜くために、上部のゲージコックを開くべきである。4. 火格子の状態を点検し、昨晩の燃焼によるクリンカーや灰がほとんど残っていないことを確認するべきである。5. そして最後に、すべてが良好な状態であることを確認した後、以下の手順で火を起こす。

火起こしについて。すべてが順調であることを確認したら、火格子の上に削りくずか良質の木材をたっぷりと置き、その上に大きめの木片を乗せて炭の層を作り、さらに少量の26運転中に使用する燃料です。通常の燃料を入れる前に点火した方が良い場合もありますが、いずれにしても十分な空気を入れてください。防火扉を閉め、灰受けを開けて煙突に十分な通風を確保してください。

火がよく燃えたら、通常の燃料を少し投入し、これが燃え始めたら少しずつ追加し、火が通常の状態になるまで続けます。ただし、あまりにも急速に加熱してシーツを傷つけないように、あまり燃えすぎないように注意してください。

通常は防火扉から火を起こす方が便利ですが、それができない場合は、火格子の下で松明を使用したり、灰受けで削りかすをくべて火を起こすこともできます。

点火時には、すべての通風口を大きく開けておく必要があります。

開いた上部ゲージコックから蒸気が出始めたら、空気が抜けた証拠です。すぐに上部ゲージコックを閉じてください。蒸気ゲージはすぐに温度上昇を示します。

蒸気が上昇し始めたら、次の点を確認してください。1. すべてのコックとバルブが正常に機能している（スムーズに動く）こと。2. すべてのジョイントとパッキンがしっかりと締まっていること。

次の 2 つのカットでは、適切な焼成と不適切な焼成の違いが印象的に示されています。

図1.

図 1 は、火格子バー上の石炭の深さを均一に保つ適切なモードを示しています。その結果、充填物全体でガスが均一に生成され、煙道内の温度が均一になります。

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図2.

図2は、炉への燃料供給において非常に一般的な方法を示しています。炉の前半分をできるだけ高く、扉の近くから燃料を供給し、橋梁側の端は比較的露出した状態にしておきます。その結果、必然的に、露出したバーから必要以上に空気が入り込み、不完全燃焼とそれに伴う無駄が生じます。

消防士の日常業務は次のように要約できます。

1.ブリッジ端から炉への装填を開始し、デッドプレートから数インチ以内の範囲で点火を続けます。

2d.—新しい燃料を投入する前に火が弱すぎることがないようにし、バーの上に少なくとも 3 ～ 5 インチの深さのきれいな白熱燃料が全体に均等に広がるようにしてください。

3d.—特に燃料が最も速く燃え尽きる側面とブリッジの端では、バーを常に均等に覆うようにします。

4. 燃料が不均一に燃えたり穴が開いたりした場合は、平らにならして、空いたスペースを埋める必要があります。

5番目 — 大きな炭は、人の拳よりも大きくない大きさに砕かなければなりません。

6. 灰穴が浅い場合は、より頻繁に清掃する必要があります。灰穴の下に溜まった熱い灰が過熱し、バーを焦がしてしまうからです。

7.—火は急ぎすぎず、徐々に勢いを増していくようにする。適切に燃焼すれば、燃料は最適に消費され、十分な量の蒸気を発生させ、蒸気圧を一定に保つために必要な量を超えて燃焼されることはない。

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各種燃料での発射手順。
新しく設置したボイラーの点火等— 新しく設置したボイラーは、非常にゆっくりと加熱する必要があります。設置後少なくとも2週間は、可能であればボイラーの下で火をつけないでください。この2週間は、石工の作業全体が徐々に固まり、自然に硬化する期間です。モルタルがまだ生の状態で火をつけるよりも、壁が完璧な状態を保つ可能性がはるかに高くなります。

新しいボイラーで初めて火を起こす際は、ごく小さな火力から始め、レンガ造りの壁全体を適度に温める程度にとどめてください。弱火の状態を24時間維持し、2日目には火力を少し上げてください。ボイラーから蒸気を発生させるには、丸3日経過する必要があります。

圧力が上昇した場合は、4～5ポンドを超えないようにし、安全弁の重りを取り外して圧力上昇の可能性を防いでください。蒸気用に接続されているすべてのパイプに蒸気を流し、圧力をかけようとする前にエンジンに蒸気を吹き込むようにしてください。これらのすべての予防措置と注意の目的は、大きな損害を引き起こす可能性のある突然の膨張による傷害を防ぐことです。

コーラで発射。
コークスを完全に燃焼させるには、石炭よりも燃料1ポンドあたりの空気量が多く必要です。理論上、石炭1ポンドを燃焼させるには9～10ポンドの空気が必要で、コークス1ポンドを燃焼させるには12～13ポンドの空気が必要です。

したがって、コークスはより強力な通気を必要とします。これは、コークスが厚い層でのみ経済的に燃焼できるという事実によってさらに強化されます。また、コークス粒子の大きさも考慮する必要があります。

コークスの場合は石炭の場合よりも加熱面積と火格子面積の比率を小さくする必要があります。つまり、火格子はより大きくする必要があります。

その差は約33パーセントです。実際、29火格子面積1平方フィートあたり 1 時間あたり約 9 3⁄4ポンドのコークスを燃焼させる必要がありますが、同じスペースでは少なくとも 14 1⁄2ポンドの石炭を燃焼させることができます。

コークスの燃焼によって発生する高温の初期温度には、熱伝導性の高い壁が必要です。そのため、炉全体を石材で囲むべきではありません。また、ボイラーのプレートは少なくとも火室の頂部を形成する必要があります。外部燃焼式ボイラーでは、炉はボイラーの前ではなく、下に設置する必要があります。内部火室を使用することもできますが、プレートへの付着物付着を防ぐため、最大限の注意を払う必要があります。このため、最もシンプルな形態のボイラーのみを使用する必要があります。コークスの場合、発生する熱の大部分は炉周辺のシートに伝達されるため、燃焼生成物の通過のために長い通路を設ける必要はありません。

コークスには水素がほとんど含まれていないため、石炭特有の急速な燃焼は起こりませんが、火はより均一で規則的になります。そして最後に、石炭の燃焼は、燃焼初期には通常空気が不足しますが、燃焼後期には空気が過剰にならないという点で特徴づけられます。

燃料として生の軟質炭に比べてコークスが優れている点は、本来は役に立たないスラックを製造時に混合することで利用できること、そして熟練した労働力を必要とせずに煙を全く出さずに完全に燃焼できることです。そして、清浄で健康的な大気を求める国民の要求が、最終的に塊状軟質炭をコークス燃料にほぼ完全に置き換える結果となることは間違いありません。

マサチューセッツ州の大きな工場にある直径 54 インチと 60 インチの16 基の蒸気ボイラーは次のように点火されます。

3つの独立した砲台があり、5基のボイラーを備えた砲台、8基のボイラーを備えた砲台、そして3基のボイラーを備えた砲台があります。各ボイラーは5分ごとに点火されます。12基の砲台には2人の消防士が配置され、30各ボイラーにはそれぞれ 1 つずつ。各火室のゴングは時計と連動して電気で作動します。火夫の仕事は、ゴングが鳴ったら自分の火室の端から始め、各炉の扉を半分ずつ開けて、できるだけ速く点火することです。各ボイラーを急速に点火する際、石炭は火格子スペースの半分にのみ投げ込まれ、残りの半分は次にゴングが鳴ったときに覆われます。古いタイプのまっすぐな火格子が使用されています。火は 6 インチかそれより少し厚く保たれます。スライスは行われません。もちろん、火夫は状況の明らかな必要性に応じて燃焼する石炭の量を調整することを理解する必要があります。瀝青炭が使用され、うまく分散するように細かく砕かれます。使用された石炭の量は正確に記録され、エンジンは頻繁に表示されます。

20 馬力。—ある老いた技師は、1 日あたり 800 ポンドの篩を燃焼するこのサイズのボイラーの扱い方について次のように語っています。

私のやり方は、火室が橋壁の下に収まる限りの火を焚き、10時間焚き続ける間に一度以上火を乱さないようにすることです。その後、注意深く、そしてできるだけ早く片付け、軽く着替えて火を起こし、火を上げて火を消す準備をします。火を消す際には、橋壁の許す限り均一に火が燃えるようにします。その後、ダンパーを閉じて火を消します。朝になったらダンパーを開けて火勢を調整します。午後3時半か4時まで火に触れず、その後、前と同じように片付けを始めます。

コールタール燃焼― コークスの代わりにタールでレトルトベンチを燃焼させるという問題は、長年ガス管理者の関心を集めており、その管理には様々な方法が採用されてきました。主な困難は、調整コックやその他の機器が機能しないことで生じる閉塞や、供給管内でタールが炭化して閉塞し、動作が不安定になることで生じる閉塞を回避し、炉内にタールを一定量供給することにあります。これらの問題を解消するために、31困難を解決するために様々な計画が試みられてきたが、それらを克服するための最善の手段は次のように説明される。タール供給タンクを、供給先の炉のできるだけ近くに、タール注入口より 1 フィート高く設置する。タンクの側面にコックをねじ込み、このコックに直径 3 ⁄ 8インチ、長さ 10 インチの合成管を取り付ける。これに1 ⁄ 2インチの鉄製供給管を接続し、もう一方の端を注入器に接続する。これらの方法により、タール井戸の常温 (寒冷な天候を除く) では、1 時間あたり 4 ガロンのタールが一定の蒸気で炉に供給されることがわかる。より多くのタールが必要な場合は、3 ⁄ 8インチの管を短くするか、より大きな管に交換する必要があり、必要なタールが少ない場合は、管を長くする必要がある。注入器のノズルが詰まる危険は、タールをスプレー状に拡散させてすべてをクリアにする蒸気ジェットによって克服される。レトルトが過熱すると、タールの流入をしばらく止めるとパイプ内のタールが炭化して詰まりが発生するため、着脱可能なプラグインジェクターを取り付け、コックのプラグのように研磨します。このプラグインジェクターは、タールと蒸気の入口が両側に設けられています。このプラグインジェクターは取り外し可能で、タールの流入は2秒で停止し、同じ時間で再固定できます。インジェクターのシェルはドア枠の上部にしっかりとボルトで固定されています。ドアは水平に開閉し、四分円状のラックを備えており、必要な高さに調整でき、任意の量の空気を取り込むことができます。

藁を使った燃焼。ボイラーで藁を燃やすには、必要な速さだけ燃料を炉に送り込む必要があります。藁を正しく扱えば、美しく非常に熱い炎が上がり、煙突から煙が出ません。この燃料から最高の結果を得る秘訣は、消費するのと同じ速さで、少しずつ炉に燃料を流し込むことです。こうすることで完全燃焼が得られます。煙室の扉に小さな穴を開け、炎の色を確認して適切に処理することもできます。煙突から煙が出ているとき、炎の色は良質のガスジェットの色です。藁を炉に送り込むことで、32もう少し速く給油すると色が濃くなり、煙突から少し煙が出ます。もう少し速く給油すると炎はかなり暗くなり、煙は黒くなります。さらに速く給油すると炎は消え、煙突から黒い煙が出て、圧力が急速に低下します。

油燃焼。—現在、燃料としての油の利用に大きな関心が寄せられています。この目的のために様々な装置が用いられていますが、そのほとんどは、蒸気ジェットで油を霧状にしたり、レトルトシステムで油を加熱してガスに変換し、燃焼させるものです。

もう一つの効果的な方法は、圧縮空気を用いて油を霧化することです。空気は、あらゆる物質の完全燃焼に必要な自然界の要素です。後者のシステムは、清浄性、油やガスの臭いが比較的少なく、完全燃焼であることなどから、この方法が推奨されます。石炭に比べて石油を使用する利点として、1. 均一な熱伝達、2. 蒸気圧の一定化、3. 灰、クリンカー、煤、煙が出ないため、煙道がクリーンであること、4. 熱が均一に分散されるため、プレートへの負担が軽減されることなどが挙げられます。

「ウンブリア」号のような外洋汽船での火起こし。作業員は18人の火夫または火夫と12人の石炭運搬係のグループに分かれて出勤し、「当直」は4時間続きます。「ウンブリア」号には72基の炉があり、1日に約350トンの石炭が必要で、1回の航海で約2万ドルの費用がかかります。炉の作業員は104人で、仕事量は十分です。その中には、機関長、助手3人、そして90人の火夫と石炭運搬係が含まれます。

火夫は薄手のアンダーシャツ、軽いズボン、木靴だけを身につけて仕事にやって来る。「ウンブリア」号では、各火夫が4つの炉を担当する。まず、炉を掻き分けて開け、石炭を放り込み、次に火を清める。つまり、重い鉄の棒で石炭をこじ開け、火がスムーズに燃えるようにするのだ。火夫は炉から炉へと駆け回り、それぞれ2、3分ほど過ごす。それから通風管に駆け寄り、順番に体を冷やし、次の火夫を待つ。33炉への呼びかけに応え、炉はすぐに到着する。「当直」が終わると、男たちは頭から足まで汗だくになりながら、長く冷たい通路を抜けて船首楼へと向かう。そこで8時間就寝する。4時間の灼熱の時間と8時間の睡眠が、航海中の火夫の日常だ。

温度は通常120℃ですが、時には160℃に達することもあり、その場合の作業は非常に過酷です。炉と炉の間のスペースは非常に狭いため、作業員が石炭を投げ入れる際、シャベルを振り下ろす際に腕を炉の背にぶつけないよう注意しなければなりません。

最近、政府の汽船で行われた試験では、乗組員たちは175℃の高温の中で喜んで作業に臨みましたが、実際には212℃、つまり沸騰水の温度まで上昇しました。4時間勤務の交代制は2時間に短縮されましたが、16人が疲労困憊した後、全36名の乗組員がこれ以上の暑さに耐えることを拒否し、試験は中止されました。

海上でも陸上でも、これらの地獄（まさに地獄と呼んでいます）ほど、人間が苦しみを受け、耐え忍んでいる場所は他にありません。この問題の改革に向けた努力が完全に成功するまで止まらないことを願っています。

おがくずと削りくずの燃焼。—「空気は、約12フィート/秒の速度で、平均温度約60°Fで、かんな削りくずとともに炉内に送り込まれました。削りくずは、火格子の上にある直径12インチのパイプを通って燃焼室に送り込まれました。パイプには、炉内の圧力を維持するために空気を調節する送風口が付いており、煙突から上昇するガスとほぼ均衡していました。火夫は、炉の扉を閉めたまま、ボイラーの計器の水位を監視するだけで済みました。炉内の燃焼は完全で、煙は見えませんでした。削りくずは、噴霧状に燃焼室に送り込まれ、入った瞬間に炎に包まれました。こうして炉内に送り込まれた空気中の酸素と削りくずが、燃焼を十分に促進しました。34このように炉に押し込まれることによって消費される削りくずの量は、火夫がシャベルで削りくずを投げ込むときに消費される量よりも約 50 パーセント少なくなります。」

図9.

削りくずやおがくずを送風で燃やすとき、送風機を止めずに回し続けることは重要な「ポイント」です。炎がシュートから上がり、そこから小さな集塵管を通って容器からさまざまな機械に流れ込むことで、悲惨な事故が引き起こされたことがあるからです。

図10.

削りくずを手で燃やす場合、上から燃やす必要があります。そうしないと、すべての削りくずが炭化されてからのみ火と熱が発生します。これを行うには、火かき棒として使用するための 1/2 インチのガス管を用意します。削りくずの火に火をつけ、ほぼ燃えたら 1/2 インチの管を取り、燃えている削りくずを真ん中で分け、図 9 に示すように側壁に寄せます。次に、図 10 に示すように、新しい削りくずの山をきれいな火格子のバーの中央に送り、炉のドアを閉めます。削りくずは 2 つの側火に火が着いて上から燃え始め、空気がバーを通り抜けて削りくずに入り、そこで加熱されてガスと結合して燃焼が完全になり、熱が発生しますが煙は出ません。火はより長く持続し、かき集める労力は半分以下になります。

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機関車の点火。
機関車の炉
この図は機関車のエンジンの炉内部を示しており、陸上や船舶のボイラーの炉とは大きく異なります。この違いは主に空気供給のための通風方法によるものです。機関車では、排気蒸気をシリンダーから煙室へとパイプを通して導き、排気ノズルと呼ばれる開口部から煙突を上方に排出することで空気供給が行われます。蒸気の速度によって真空状態が発生し、燃焼生成物は強力な力で煙室に引き込まれ、煙突から大気中に排出されます。

ガスが煙道に急速に流入するのを防ぐため、耐火レンガアーチと呼ばれる装置が採用され、非常に効果的であることが証明されています。自立式にするために、このアーチはアーチ状に構築され、火室の両側を支柱として支えています。アーチは、ボイラーの燃焼面積を増やすために設計された、水面と呼ばれる中空のリベット留め構造に置き換えられることもあります。

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機関車の点火方法— 機関車の点火方法について、役に立つどころか誤解を招くような規則は存在しない。これは、機関車の使用状況が大きく変化し、また機関車の種類によっても異なるためである。

これらの違いについては、ここで触れることはできますが、すべてを説明することはできません。1. これらは、国内のさまざまな地域で使用される燃料の種類、および多くの場合、同じ鉄道のさまざまな終点で使用される燃料の種類によって構成されます。石炭、軟炭、木材はすべて、炉内で異なる管理を必要とします。2. 列車の速度と重量、車両の数の変化、停車場所の頻度はすべて、火夫の任務に影響を及ぼし、その技術を要求します。3. 気温が寒いか暖かいか、天候が晴れているか雨が降っているか、夜間か昼間かは、それぞれ火夫の技術を要求します。

したがって、ある地域や特定の状況下で経験豊富な消防士であったとしても、別の状況や場所でも成功が保証されるわけではありません。この分野は、「新人」だけでなく、最も長く勤務している消防士にとっても、絶え間ない学習と実践を必要とします。

思い出すべき他のどの場合よりも、機関車の機関助手は、機関車を担当する機関士の個人的な指導に頼らなければなりません。

タンバークを使った焼成。タンバークは、一般的な火格子や炉で、瀝青質のふるいを混ぜて燃焼させることができます。ふるいをシャベル1杯分、樹皮を4～5枚混ぜると、タンバーク単体で燃焼するよりも経済的な結果が得られます。石炭が火に厚みを与え、熱いクリンカー層を形成するため、樹皮は火格子の隙間から落ちることなく安定します。また、石炭を加えることで、炉内により多くの空気を取り込むことができます。

上記は一般的な炉に関するものですが、最近では電動機器で燃料を供給する特殊な炉が稼働しており、非常に優れた性能を発揮しています。タンバークの燃料としての効能に関して特に注目すべき「点」は、ピートと同様に、乾燥しているほど燃料としての価値が高くなるということです。

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射撃に関するポイント
沸騰のプロセス。よく言われる沸騰は実際には蒸気粒子の形成によって引き起こされるものであり、沸騰がなければごくわずかな量の蒸気しか生成されないことを覚えておいてください。

純水は 212 度で沸騰しますが、食塩で飽和状態になると 224 度で沸騰します。ミョウバンは 220 度、塩化アンモニウムは 236 度、酢酸ソーダは 256 度、純硝酸は 248 度、純硫酸は 620 度で沸騰します。

水に熱を加えるとすぐに小さな泡が形成され、表面に浮かび上がります。これらの泡は、水に溶け込んでいる空気で構成されています。水が沸点に達すると、水の中に浮かび上がる泡は主に水蒸気になります。

新しいプラントの場合、またはボイラーがしばらく使用されていない場合は、ボイラーに火をつける前に煙突の底で小さな火を起こすことをお勧めします。これは煙突を暖め、内部に溜まっている可能性のある湿気を追い出すのに役立ちます。また、炉に火をつけた際によく発生する不快な煙を防ぐのにも役立ちます。

ボイラーやエンジン内の蒸気は、あらゆる方向からそれを閉じ込める壁に押し付けられていること、そしてあなたが扱っている巨大な力が注意を促していることを常に念頭に置いてください。

火を起こすときは、蒸気が出始めたらすぐにゲージコックと安全弁を閉じてください。

ゆっくり始動しましょう。新しいボイラーは必ずゆっくりと始動させる必要があります。高温から低温への変化は、ボイラーの収縮と膨張に計り知れない影響を与えます。膨張による寸法変化は極めて大きな力であり、その影響は計り知れません。しっかりと製造され、完全に密閉されていたボイラーでも漏れが発生する原因は、このことが考えられます。始動時に火が燃え移ると、何らかの不具合が生じ、必要のない手間と費用がかかります。この慣習は、ボイラーだけでなく、エンジンや蒸気管にも当てはまります。経験のある人なら、止水弁を開けて、冷えた配管や冷えたエンジンに蒸気を全量流し込むようなことは決してしません。

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ボイラーを初めて点火する際、火格子を過熱から保護するために、火起こし用の削りくずや薪を入れる前に、火格子に薄く石炭を撒いておくとよいでしょう。この方法は、火格子の寿命を大幅に延ばす効果があります。

燃料は通常、乾燥した状態で使用するのが一般的です。ただし、無煙炭の場合は、少し湿らせると、燃料が密集しにくくなり、よりスムーズに燃えるので、より効果的です。

蒸気ボイラーの点火には、空気、高温、十分な時間という主要なポイントがあります。

初回点火時には、スロットルバルブが閉じていることを確認してください。これは、最初に発生した蒸気がエンジンシリンダー内に入り込み、凝縮水で満たされるのを防ぐためです。スロットルバルブから蒸気漏れが発生した場合は、できるだけ早く修理してください。

すべての加熱面をすすや灰のない状態に保ってください。

放射線はあらゆる方向に進みますが、最も効率的に作用するのは、その進行方向に対して正確に直角に当たる面です。そのため、火室の側面は火の上の表面ほど効率的ではありません。この点だけを考慮すれば、火の上の表面が平らな面であることが最も効果的です。

炉内で燃焼が完了すると、ボイラーのブリッジ壁の外側の残りの部分は、ガスからの熱吸収に利用されます。この熱の大部分は実際の接触によって吸収される必要があるため、管によってガスは最終的に分割され、必要な接触が可能になります。

燃焼は火格子上で完結させるべきです。なぜなら、そこで最も高い温度で燃焼を起こせるからです。こうすることで、ボイラー底部に当たる輻射熱の効果が最大限に発揮されます。つまり、燃焼の大部分はまさに火格子上で行われるのです。

通風を維持するために、煙突から熱を逃がすと、必然的にいくらかの熱が無駄になる。39ガスが煙突に入るとき、完全燃焼を維持しながら、できる限り 600 度 F 未満 (蒸気の温度近くまで) に下げます。

すべての蒸気機関は作動中に、適切な言葉がないため「ノイズ」と呼ぶ、ある特定の明確な音を発します。そして、エンジニアがすべてが順調に進んでいることを確認するために頼っているのは、その音とその持続なのです。

この指摘は蒸気ボイラーにも当てはまります。蒸気ボイラーは、いわば独自の言語を持ち、継ぎ目の漏れを知らせるかすかなささやき声から、破壊的な爆発の後に恐ろしいほど響く雷鳴まで、音量は様々です。安全弁のかすれた音は、ありふれているがゆえに、なおさら重要な意味を持ちます。

ボイラーの熱をできるだけ長く保つために、火を消した後は炉と灰受けへのダンパーと扉を必ず閉じてください。

しかし、火格子に火がある間は、蓄積したガスにより炉内で危険な爆発が発生する可能性があるため、ダンパーを完全に閉じてはいけません。

煙突や管は頻繁に掃除する必要があります。煤は腐食性の酸を帯びやすいだけでなく、熱伝導性も低いためです。掃除にかかる時間は短くても、蒸気を維持する労力の節約によって回収できます。1日に瀝青炭を半トンしか使用しない施設では、煙突を1週間掃除しなかった場合は、週3回掃除した場合に比べて、朝の蒸気発生時間が50%長くなりました。

燃焼が完璧であれば煙は見えません。良好な燃焼により煙の大部分は軽減されます。

石炭は炉内の最高温度で大量の熱を放射しますが、ブリッジ壁およびその外側で発火したガスは比較的少量の熱しか放射しません。高温になった固体が別の固体に熱を放射するのは自然の法則です。

乾燥して清潔とは、ボイラーを保管すべき状態、つまり外側は乾燥し、内側と外側は清潔であることです。

40

建物全体を焼失させる恐れのある火災が発生した場合、自分自身の安全や財産の保護を優先する前に、炉の火を消して安全弁を開くのは消防士の義務です。

現在では著名なエンジニアの多くが、重要な時にこれを忘れずに実行することで最初の名声を獲得しました。

ボイラーに水をポンプで送り込むか、流し込む場合は、含まれる空気を逃がすためにいくらか開口部を設ける必要があります。通常、最も便利な方法は、火をつけた後、濁った蒸気が噴き出すまで上部のゲージコックを開くことです。

イギリスで行われた実験の要約では、次のように述べられています。

「適度に厚く熱い火と急速な通風により、均一に最良の結果が得られました。」

「追加の空気による黒煙の燃焼は損失でした。

「すべての実験において、すべての空気が火格子を通して導入されたときに常に最高の結果が得られました。

「発射モードの違いだけで、（経済性において）13パーセントの違いが生じる可能性があります。」

ボイラー下の火の厚みは、燃料の品質と大きさに応じて調整する必要があります。硬質炭の場合は、火はできるだけ薄く、7.6～15cmの深さにする必要があります。軟質炭の場合は、火はより厚く、13.3～20cmの深さにする必要があります。

火格子を交換せずに石炭の粉塵を燃焼させる必要がある場合、石炭を湿らせることは有益です。これは火力を高めるためではなく、石炭が火格子から落ちたり煙突に上がったりするのを防ぐためです。削りくずを燃焼させる場合も同様です。削りくずを水で湿らせることで炉内に留まり、燃焼がより容易になり、より良い結果が得られます。

火をかき混ぜることはできる限り避けるべきです。点火は均一かつ規則的に、少しずつ行うべきです。そうしないと、無駄な燃料が燃焼を妨げ、燃料が火格子を通って灰穴に落ちてしまいます。したがって、絶対に必要な場合を除いて、火を「掃除」しないでください。

41

ガスがダンパーを通過する前の速度が遅いほど、ガスを蒸気の温度に近づけることができます。したがって、煙突が高く、通風が強い場合は、ボイラーの容量が許す限り、ダンパーをほぼ閉じた状態にしておく必要があります。

火を濃くしたり薄くしたりするための恣意的なルールは存在しません。状況によっては薄い火が最適で、状況によっては濃い火の方が経済的です。しかし、このルールはどちらの場合にも当てはまります。強い輻射熱を発するほど活発な火を維持する必要があるのです。

熟練した火夫にとって最も重要な目標の一つは、火格子面積の可能な限り広い部分を、一日のできるだけ多くの時間、強力な輻射熱を供給できる状態に保つことです。無煙炭を使用する場合は、白熱炭全体を覆わずに、軽く、素早く、頻繁に点火します。瀝青炭を使用する場合は、手作業で点火し、 デッドプレートのすぐ近くでコークス化し、ドアの開口部から空気が少し通るようにし、燃えている炭だけをブリッジウォールに押し付けます。切断する際は、バーが作業できる程度にドアを開けます。これは、場合によっては非常に熟練した技術を要します。

通風の調整。炉内に空気が多すぎても少なすぎてもいけないので、適切な量の空気が入るようにしてください 。燃料は空気なしでは燃えないことを覚えておいてください。空気が多すぎると炉が冷え、燃焼が阻害されます。点火時や清掃時には、ダンパーを少し閉じたり、火格子の下から通常入る空気を遮断したりして、通風を弱めることをお勧めします。これは、扉を開けた際に炎が勢いよく消えないように、ちょうど良い通風量を確保するためです。

明るい炎とは、一般的に明るい黄色から白色で燃える炎を指します。ボイラーの炎は全てが明るいわけではなく、全体または一部が赤色や青色になることもあります。炎の明るさが増すほど、つまり白に近いほど、燃焼は良好です。

42

炉の温度を判断するには、以下の表が役立ちます。色を観察すると、それに対応する熱度はおおよそ以下のようになります。

淡い赤 960°F。
明るい赤 1,300°F。
チェリーレッド 1,600°F。
鈍いオレンジ 2,000°F。
明るいオレンジ 2,100°F。
白熱 2,400°F。
輝く白熱 2,700°F。
つまり、炉が「白熱」しているときの熱は、華氏 2,400 度などになります。

炉の熱を調べる別の方法は、特定の金属の小部分を熱にさらすことです。

錫の融点は 442°F。
鉛 ” ” 617°F。
亜鉛「」 700°F。 ほぼ。
アンチモンは 810 ～ 1,150° F。
銀の融点は 1,832～1,873°F。
鋳鉄は 2,000°F。 ほぼ。
鋼鉄 ” ” 2,500°F。 「
錬鉄は 2,700°F。 「
槌目鉄は 2,900°F。 「
ボイラー内の泡立ち。
原因は、水が汚れていること、ボイラーのサイズと構造の想定よりも多くの水を蒸発させようとしていること、蒸気をあまりに低い位置から取り出そうとしていること、蒸気室が不十分であること、ボイラーの構造が不完全であること、蒸気管が小さすぎること、そして水位線が高すぎる場合に発生することがあります。

ボイラーの蒸発能力については、あまり注意が払われていません。ボイラーが水を循環させるのに十分な大きさで、蒸気を放出するのに十分な表面積があれば、泡立ちは発生しません。

蒸気の粒子はボイラー内の水面へ逃げなければならないため、それが生成される蒸気の量に比例していないと、蒸気が激しく放出され、水が蒸気と混ざって泡が発生します。

43

激しい沸騰を防ぐためには、ボイラーからドームに蒸気が入る穴の上にプレートを吊るすと効果的です。これにより、スロットルが突然開かれたときにプレートが壊れて水が流れ込むのを防ぎます。

非常に激しい泡立ちの場合は、通風を確認し、火を覆うことが必須です。

蒸気管はフランジを通ってドーム内に 6 インチ通される可能性があり、これにより水がドームの側面に沿って進むことでパイプ内への水の侵入が防止されます。

米国の蒸気船ガリーナのボイラーの同様のプライミング事件は、煙突の下のチューブをいくつか取り外し、ボルトを交換することで阻止されました。

泡立ちを防ぐために必要なのは、きれいな水、十分な表面、十分な蒸気室、太い蒸気パイプ、火を強引に燃やさずに蒸気を生成できる大きさのボイラーだけです。

高圧は表面の静穏を確保し、蒸気自体の密度が高いため、より凝縮した状態で排出されます。そのため、表面での沸騰は低圧時と比べてそれほど大きくなりません。ボイラーが泡立つ場合は、通常、スロットルを閉じて流量を確認するのが最善です。そうすることで圧力が維持され、急激な噴出が軽減されます。

ボイラーの煙突が多すぎると、ボイラーの下部から表面に向かう蒸気の通路が妨げられます。これは構造上の欠陥です。

プライミングに苦労していたある技師は、ついにボイラー中央の管を36本撤去し、火の加熱効果を集中させることに成功した。これにより、中心部の沸騰速度は向上し、周囲部では沸騰速度が遅くなった。この変更の効果は顕著で、プライミングは瞬く間に消え、水位線はほぼ一定になり、極端な変動は2インチにまで減少した。

44

してはいけないことの章。
これは、すでに述べたことを別の方法で繰り返したものです。

1.レンガが熱いときはボイラーを空にしないでください。

2.熱いボイラーに冷たい水を入れないでください。

3.ボイラーまたはボイラー室の周囲にいかなる種類の汚れも蓄積させないでください。

4.使用していないときは、シャベルやその他の道具を所定の場所から離して放置しないでください。

5.ボイラー周りの細かい作業は必ずきれいに「ピカピカ」に保ってください。

6.不注意は大きな損失と危険を引き起こすことを忘れないでください。

7.ボイラーと炉については、常に注意し、心構えと準備を整えておいてください。

8.勤務中は新聞を読まないでください。

9.あまり早く火をつけないでください。

10.ボイラーの外側に水や湿気がかからないようにしてください。

11.ボイラーやパイプカバーに湿気が入らないようにしてください。

12.朝にはボイラーに十分な水が入っているかどうか必ず確認してください。

13.ボイラー内の水位を一日中同じ高さに保つようにしてください。

14.発砲中は誰にも話しかけさせないでください。

15.ボイラー付近の床に水が残らないようにしてください。

16.水の純度に応じて、1 日に 1 回または 2 回、必ず蒸気を吹き飛ばしてください。

17.ボイラー内の水が 1.5 インチまで沈んだら、吹き出し時に必ず吹き出しコックを閉じてください。

18.ボイラーを清掃する際は、すべてのコック、バルブ、パイプを必ず検査して清掃し、すべてのジョイントとパッキンを確認してください。

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19.ボイラーが冷めるまで清掃を開始しないでください。

20.安全弁が自由に動き、しっかりと締まっていることを毎日必ず確認してください。

21.ボイラー内部を頻繁かつ丁寧に清掃してください。

22.蒸気ゲージが正常であることを確認してください。

23.漏れがないか必ず注意し、どんなに小さな漏れでもすぐに修理してください。

24. 1～2 週間ごとに必ずボイラーを空にして、新鮮な水を入れてください。

25.空気を高温にする火格子またはいわゆる煙バーナーを通過する空気以外は、炉の中に空気を入れないでください。

26.検査官が許可した圧力を超えて安全弁への負荷を上げないでください。

27.圧力が許容値を超えた場合は、炉の扉を開けてポンプを始動してください。

28.水位が下がりすぎて危険な場合には、必ず火を起こさなければなりません。

29.火を必ず確認すること。火が熱すぎて引火しない場合は、新しい石炭、湿った灰、クリンカー、または土を使って引火を確認すること。

30.火を確認するときは必ず炉の扉を開け、灰受けの扉を閉めてください。

31.水を注入したり、蒸気を急に吹き出したりして蒸気圧を下げないでください。

32.安全弁は、たとえ開いていても閉じていても触れないでください。

33.給水装置が作動中の場合、またはスロットルバルブが開いている場合は、給水装置を変更しないでください。しばらくはそのままにしておいてください。

34.閉めるときは必ず慎重にゆっくりと交換してください。

35.最後の 7 つの「してはいけないこと」を厳守しながらも、冷静さと勇気を忘れないようにしてください。

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36.身の回りの整理整頓を怠らないようにしてください。

37.きちんとしていて勇敢であると同時に、礼儀正しくあることも忘れないでください。

38.チューブを常に清潔に保ち、すすや灰が付着しないようにしてください。

39.灰置き場に灰を溜めすぎないようにしましょう。

40.火がよく燃えているときは、火を乱したり、頻繁にかき混ぜたりしないでください。

41.本や技術論文から指示を得ることを恐れないでください。

42.自分が知らないかもしれない点、そして自分の義務を適切に遂行するために本当に知っておく必要がある点について、正直に自己検討することを怠らないでください。

43.原因が自分の力で防ぐことができる場合は、煙突の上から煙が出すぎないようにします。

44.焼成やそれに関連する作業に 1 年か 2 年従事したからといって、工学のすべてを学んだと思わないでください。

45.前進するための最良の助けの 1 つは、活発でバランスのとれた心と体を持つことであることを忘れないでください。これには、節制と関連する美徳、知識を獲得して伝える意欲が含まれます。

46.少なくとも 3 か月に 1 回は蒸気ゲージのテストを受けることを忘れないでください。

47.水位計のガラス管を清掃する際、綿棒の柄としてワイヤーや金属棒を使用しないでください。使用後すぐにガラスが突然飛び散る可能性があります。

48.蒸気ポンプは蒸気機関と同じくらい注意を必要とすることを忘れないでください。

49.緊急時を除き、蒸気ポンプのピストンを毎分 80 ～ 100 フィートを超える速度で作動させないでください。

50.エンジンやボイラーに関しては、正当な理由がない限り何もしないでください。しかし、何かをしなければならない場合は、徹底的かつ迅速に実行してください。

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51.朝、削りくずや薪に火をつける前に、火格子に薄く炭をまぶすのを忘れないでください。こうすることで、火格子のバー（格子の棒）が長持ちします。

52.ベアリングのキャップを外して上部の真鍮を取り外し、単に正常に動作しているかどうかを確認するだけではいけません。問題があればすぐに気付くでしょうし、真鍮を元の位置に正確に戻すことは決してできないので、自分の不必要な干渉のせいで、ベアリングがすぐに熱くなることに気付くかもしれません。

53.真鍮を損傷するつもりがない限り、熱いベアリングに硫黄をつけないでください。

54.洗浄に使用した化学物質が完全に除去されていないため、ざらざらとした感触の洗浄済み廃棄物は使用しないでください。

55.事業所全体に及ぶ大規模な火災が発生した場合、火を消し、ボイラーの安全弁を持ち上げて支えて開いたまま、急いで逃げないでください。

56.健康維持を怠らないでください。「健全な精神は健全な身体に宿る」というのは金銭的な価値を超えたものです。

57.エンジニアと消防士が現代文明の根底にある偉大な力を握っていることを忘れてはなりません。したがって、職業の尊厳を低下させるようなことは決して行わないでください。

58.蒸気ボイラーの手入れと管理において、まず第一に必要なのは絶え間ない注意、つまり監視であることを忘れないでください。

59.節度を欠いた、無謀な、または無関心な男は、蒸気ボイラー係員の信頼を得る立場にふさわしくないことを忘れないでください。

60.エンジニアリングのいくつかの分野について、1 つ以上の事実を知識に追加せずに 1 日も経過させないでください。

48

蒸気発生器。
技術者の免許を受ける候補者の適性を判断するために正式に任命された職員が行う試験では、蒸気ボイラーのさまざまな設計の部品と実際の比率に関する応募者の知識と、それらの管理経験に主に重点が置かれます。

実際、ボイラーがなければ検査も行われず、いわゆる不可解なボイラー爆発から生じる危険から国民の生命、身体、財産の安全を確保するために法律が制定され、証明書が発行され、蒸気ボイラー検査会社が設立されることになる。

そのため、技術者の試験の過度な割合が蒸気ボイラー、その管理、そして建設に費やされています。しかし、このテーマは最善かつ最も綿密な注意を払う価値があります。毎年、使用される蒸気ボイラーの数は増加しています。地域の拡大と人口の増加に伴い、蒸気プラントの数も増加し、新しい蒸気ボイラーにはそれぞれ綿密な管理が必要です。

ボイラーとエンジンの間には、この違いがあります。エンジンは工場から搬入され、設置された直後は、ほぼ一定の安定した状態で動作しますが、ボイラーは常にメンテナンスが必要です。エンジンはボイラーよりもはるかに完成度が高く、はるかに高い信頼性でその役割を果たしていることは認められています。

たとえ万全の注意を払っていたとしても、蒸気ボイラーが製造されてから最終的に破壊されるまで、蒸気ボイラーを弱体化させる多くの陰険な要因が絶えず作用し続けています。鉄は、その損失を補う栄養源を何も得ることができません。ボイラー外部の大気、ボイラー内部の空気、そして蒸気ボイラー内部の水は、鉄の劣化を加速させます。49給水管から入り、ミネラルや有機物を含む水、水が変換される蒸気、水を沸騰させることで沈殿する沈殿物、火、燃料の硫黄やその他の酸はすべて鉄の天敵であり、ボイラーが作動して常に負荷がかかっている間だけでなく、朝の火起こし前、正午、夜​​、日曜日、その他の休日にも鉄はこれらの物質やその他の腐食物質の餌食となり、鉄の強度を弱めます。

これらは、真のエンジニアが蒸気発生器の日常の動作、さらには瞬間的な動作に関して絶え間ない配慮を払う理由です。

説明。
最も単純な形態の蒸気ボイラーは、単に密閉容器に水を部分的に満たし、火室で加熱するだけのものでした。しかし、蒸気プラントがエンジンとボイラーという二つの主要部分に分かれているように、ボイラーも炉とボイラーに分けられ、それぞれが互いに不可欠な役割を果たしています。炉には燃焼させる燃料が、ボイラーには蒸発させる水が入っています。

蒸気を生成する際に蒸気を保持する蒸気空間、燃焼している燃料の熱を水に伝える加熱面、炉に通風を起こして燃焼生成物を運び出す煙突またはその他の装置、およびボイラーに水を供給し、生成された蒸気を使用するエンジンに運び、使用可能な速度よりも速く生成された蒸気を大気中に逃がし、ボイラー内の水の量を確認し、蒸気の圧力を確認するためのさまざまな接続具が必要です。これらすべてが、エンジンとその機器とともに蒸気プラントと呼ばれます。

蒸気発生器の形式は数多くありますが、定置式、機関車用、船舶用ボイラーの 3 つのクラスに分類できます。これらの用語は、蒸気発生器の用途を示しています。本書では、主に最初のクラスについて扱いますが、各タイプまたは形式についても図解による説明が示されています。

50

直立型蒸気ボイラー。
蒸気発生器の動作を説明するために、機器の詳細を示します。これは、アルファベットの文字 A や数字の数字 1 に例えられるほど単純です。

図11はボイラーの立面図、図12はボイラーの軸を通る垂直断面図、図13は炉棒を通る水平断面図である。

図11.

図12.

ここで展示されている蒸気発生器は、いわゆる垂直管状ボイラーである。外側のケーシング（シェル）は円筒形で、鉄または鋼の板をリベットで留めて構成されている。上部も同様の板でできており、中央部を除いてわずかにドーム型になっている。中央部は、薄い錬鉄板でできた円形の煙突aを収容するために離れている。内部は図12に縦断面図で示されている。内部は、火を蓄える炉室bから構成されている。炉は、ボイラーのシェルと同様に、錬鉄板または鋼板をフランジとリベットで接合して作られている。底部には、白熱燃料を載せる格子が設置されている。格子は、51 多数の鋳鉄製の棒d（図 12）で、平面図は図 13で示されており、通常の暖炉の火格子のように、棒の間に隙間ができるように配置されています。炉の底は、図 12に示すように、ボイラーの外殻にしっかりと固定されています。上部カバー プレートccには、ボイラーのサイズに応じて、直径 1.5 ～ 3 インチの円形の穴が多数開けられています。これらの穴のそれぞれに、真鍮、錬鉄、または鋼でできた垂直のチューブが固定されています（図 fff ） 。これらのチューブは、上端にあるプレートgの同様の穴を貫通し、プレート g はボイラーの外殻にしっかりとリベット留めされています。チューブはccとgの 2 つのプレートにもしっかりと取り付けられています。これらは、炎、煙、熱気を火から煙室hと煙突aに伝える役割を果たし、同時にその側面は、燃焼生成物に含まれる熱を水に逃がすのに十分な加熱面を提供します。新しい燃料は、必要に応じて防火扉 A （図 11）から格子に投入されます。灰、燃え殻などは、火格子の間から灰受け B （図 12）に落ちます。水は、ボイラーのシェル、炉室、およびチューブの間の空間に含まれています。水位はww（図 12）かそれとほぼ同じ高さに保たれ、この部分の上の空間は上昇する蒸気のために確保されています。熱は、もちろん、水、炉の側面、上板、およびチューブの側面から逃げます。沸騰水から上昇する蒸気は、ww上部の空間へと流れ込み、そこから蒸気管を通ってエンジンへと導かれます。エンジンによって速やかに消費されなければ、蒸気はボイラー内に過剰に蓄積され、圧力が危険なレベルまで上昇してしまいます。こうした事態に備えて、図11のボイラー上部に図示されている安全弁から蒸気が一定の圧力を超えると排出されるようになっています。安全弁の構造の詳細については、本書のボイラー設備に特化した別の章で詳しく説明します。同じ章には、水位計や圧力計、ボイラーへの給水装置、燃焼維持に必要な通気量を生成する装置など、ボイラーの様々な設備や付属品、そしてボイラー本体とその炉の構造の詳細についても詳しく説明されています。

図13.

52

蒸気ボイラーの発展。
バランカやニューコメンの機関、その他多くの機関に使用されたような初期の原始的な形式の蒸気ボイラーの後、広く普及した蒸気ボイラーは、単純シリンダーボイラーでした。図14と図15にその様子が示されています。

ボイラーは、半球状の両端BBを持つ鉄板でできた円筒Aと、それを水平にレンガ積みCに設置した構造である。この円筒の下部には水が、上部には蒸気が封入されている。炉Dは円筒の外側、片方の端の真下に位置し、ボイラー底部から適切な距離だけ下方にレンガ積みされた格子棒eeのみで構成されている。

図14.

図15.

炉の側面と前面はレンガ造りの壁で、上方に伸びてシリンダーの端を支えています。燃料は、前面のレンガ造りの壁に設置された扉からバーに投げ込まれます。空気は下から火格子の間に入ります。バーの下の部分は灰受けと呼ばれます。炎と高温ガスは、まずボイラーの底部に当たり、その後通風によって、いわゆるブリッジウォール（煙道nの面積を狭め 、すべての煙を通過させる突出したレンガ造りの壁）へと運ばれます。53燃焼生成物をボイラーの底部近くに留めます。

そこからガスは煙道nに沿って流れ、一部は煙道m（図15 ）を通ってシリンダーの片側に戻り、反対側の煙道mを通ってボイラーの遠端に戻り、そこから煙突へと排出されます。煙突にはドアまたはダンパーpが設けられており、通風量を調節するために開閉することができます。

このボイラーは100年近く使用されていますが、2つの大きな欠陥があります。1つ目は、ボイラーの伝熱面、つまり炎と接触する部分の面積が、ボイラーの容積に比べて小さすぎることです。2つ目は、ほぼすべての水に多かれ少なかれ固形物が溶解している場合、この固形物がボイラーの底部、つまり蒸発が最も激しい部分に堆積してしまうことです。この堆積物は非伝導性であるため、燃料の熱が水に十分に伝わらず、伝熱面の効率が低下します。さらに、熱が水に逃げるのを妨げることで、プレートが過度に加熱され、すぐに焼損してしまいます。

このボイラーシステムには、多くの技術者が重要視する別の欠点があります。それは、3つの煙道n、m、m’の温度がそれぞれ大きく異なることです。その結果、ボイラーの外殻を構成する金属が各煙道で非常に不均一に膨張し、温度変化の影響が最も大きいときに亀裂が発生する可能性が非常に高くなります。この初期のタイプの蒸気ボイラーでは、炎とガスが煙突に到達する前に3回曲がることに留意してください。これらのボイラーは40フィートにもなることが多かったため、熱生成物は120フィートという極端に長いものになりました。

54

コーンウォールボイラーは、時間と卓越性において次世代を担うボイラーです。これは図16と17に示されています。

これも円筒形のシェルAで構成され、その両端は断面図に示すように平らである。ただし、炉はシェルの前端の真下に配置されておらず、シェル内の第2のシリンダーBに囲まれている。第2のシリンダー Bの直径は通常、ボイラーシェルの直径の半分よりわずかに大きい。火格子とブリッジの配置は図から明らかである。ブリッジの壁を通過した後、熱生成物は内部のシリンダーBを通ってボイラーの後端に到達し、その後、2つの側面の煙道m、m´を通って再び前端に戻り、そこから煙道nの底部を通って再び煙突に戻る。

この形式のボイラーでは、加熱面積は前述のボイラーよりも内部の煙道面積分だけ大きくなりますが、内部容積はその容積分だけ小さくなります。そのため、同じ外形寸法のボイラーの場合、加熱面積と加熱対象水の質量の比は大幅に増加します。しかしながら、この種のボイラーは、水面下に炉と煙道のための空間を確保する必要があるため、単純な円筒形ボイラーほど直径を小さくすることはできません。

図16.

図17.

通常のシリンダーで述べた堆積物の欠点も、コーンウォールボイラーでは大部分が克服されている。55堆積が主に起こる底部は、加熱面の最も熱い部分ではなく、最も冷たい部分です。

しかし、このタイプのボイラーには、膨張の不均一性という欠点も存在します。コーンウォール式では、内部の煙道がボイラーの中で最も高温になるため、煙道全体よりも縦方向の膨張が大きくなります。その結果、両端が膨らみ、ボイラーを使わないと煙道は通常のサイズに戻ります。そのため、リベットで固定されている両端から緩みやすく、両端が硬すぎて動かせない場合は、煙道の先端部に非常に大きな負担がかかります。

コーンウォールボイラーの煙道は、使用中であっても、火の状態によって温度が大きく変化します。火力が極めて弱いとき、あるいは新しい燃料が投入されたときは、温度は最低値となり、新しい燃料が激しく燃え始めると再び最高値に達します。この絶え間ない膨張と収縮は、実際には煙道の強度を著しく低下させ、しばしば潰れたり押しつぶされたりして、大きな災害につながることが分かっています。

これにより、以下の製品が生産・導入されました。

ランカシャーボイラーは、この不便さを解消し、より完全な燃焼を実現するために考案されました。その炉の配置は図19と図20に示されています。

コーンウォール型のように1つではなく、内部に2つの炉があることに気づくでしょう。これらの炉は、図に示すように、それぞれが別々の煙道としてボイラーの反対側に繋がっている場合もありますが、通常は1つの内部煙道に通じています。これらの炉は交互に燃焼するように設計されており、新鮮な燃料から発生する煙と未燃焼ガスは、白熱状態にあるもう一方の炉から発生する熱風によって煙道内で点火されます。このように、燃焼が適切に行われれば、温度の急激な変化はすべて回避され、未燃焼ガスによる燃料の無駄も回避されます。

56

ランカシャーボイラー—図18。

ランカシャーボイラーの欠点は、2つの炉を設置するのに十分なスペースを確保するのが難しいことです。57炉体の直径。低い炉は完全燃焼に極めて不利です。比較的冷たい炉頂プレートがボイラーの水と接触すると、燃料から発生したばかりの炎が消えてしまいます。また、燃料と炉頂プレートの間の狭い空間では、発生したガスを完全燃焼させるのに必要な量の空気が燃料の上部に供給されません。

一方、このボイラーは煙の生成を促進しますが、前述のように、第 2 の炉からの熱風によってその後の燃焼を完了する手段も供給します。

ギャロウェイ管
図18（a）

もう一つの欠点は、すでに述べたように内部の煙突が潰れる危険性です。この問題は、ギャロウェイ チューブと呼ばれるものを導入することで解決されます。このページに図示されているのは、図18と20に示されている水管の断面です。

これらのチューブは煙突の強化に貢献するだけでなく、加熱面を増やし、水空間で非常に重要な循環を大幅に促進します。

注記。
ランカシャーボイラーのこれらの説明と図は、この形式の蒸気発生器に関連して、蒸気経済に関する非常に多くの徹底的なテストと実験が行われ、永久に記録されているという事実により、一般的な価値があります。

58

ギャロウェイ式ボイラーでは、両端にフランジが付けられ、煙道全体にリベット留めされた多数の円錐管によって煙道が支えられ、補強されている。図18( a )にスケッチを示すこれらの管は、ボイラーの水と自由に連通しており、補強材としての役割に加えて、伝熱面積を拡大し、循環を促進する役割も果たしている。

図19、20。

図（図18、19、20 ）は、ギャロウェイ管を装備したランカシャーボイラーの主要な詳細をすべて示しています。図18は縦断面図、図19と20はボイラー前面とその接続部を拡大した端面図と横断面を示しています。炉、煙道、ギャロウェイ管の配置は図面から十分に明らかです。これらのボイラーの通常の長さは27フィートですが、まれに21フィートまで短く作られることもあります。

炉の最小直径は33インチであり、これらを快適に収容するためには、ボイラーの直径は7フィート以上である必要があります。ボイラーの両端は平らで、両端を固定する炉と煙道、そしていわゆるガセットステーe 、 eによって固定されているため、外側への膨らみが防止されています。ガセットステーeに加えて、ボイラーの平らな両端には、それらを連結するための縦方向のロッドが取り付けられています。そのうちの1つが図18のA 、 Aに示されています。

59

蒸気はパイプSに集められます。パイプSは上部全体に穴が開けられており、蒸気を取り込みながら、沸騰時に表面に舞い上がる水滴を遮断します。蒸気はそこからボイラー外側のストップバルブTに送られ、そこからエンジンへの蒸気管へと送られます。

ボイラー上部Bには安全弁が 2 つあります(図 18 )。1 つは後述する重り型で、もう 1 つはCと呼ばれる低水位安全弁です。 C はレバーとロッドでフロートFに取り付けられており、通常は水面上にあります。何らかの不注意により水位が適正水位より下がると、フロートも沈み、弁が開いて蒸気が漏れ、警報が鳴ります。Mは覆い板が付いたマンホールで、ボイラー内部にアクセスできます。Hは泥穴で、底全体に堆積した堆積物を掻き出します。前端の下、下側にはパイプとステー バルブがあり、これらを使用してボイラーを空にしたり、吹き飛ばしたりできます。

ボイラー前面（図19）には、圧力計、水位計、炉扉が示されています。Kは給水管、R、Rは蒸気を吹き出すための管とコックです。設置面の前面には、清掃のために下部の2つの外部煙突にアクセスするための鉄製の扉が2つあります。

ランカシャーボイラーでは、燃焼生成物を内部の煙道から排出した後、ボイラーの底部に沿って排出し、側面から煙突に戻すのが望ましいと考えられています。この方法を採用すると、底部の温度が通常よりも高くなり、循環が促進されるため、最も冷たい水が底部に溜まるのを防ぎます。

ギャロウェイ（またはランカシャー）ボイラーは、イギリスで最も経済的なボイラーと考えられており、アメリカ合衆国にも導入され成功を収めています。熱伝達経路が長い（約27フィートの3つの旋回）ため、効率が大幅に向上しています。

60

この承認された蒸気発生器に関連して、図18に示すボイラーの主な寸法とその他のデータである以下のデータを追加すると役立つ場合があります。

蒸気圧力、1平方インチあたり75ポンド。
長さ、27フィート。
直径7フィート。
総重量、15 1⁄2トン。
シェルプレート、7 ⁄ 16インチ。
炉の直径、33インチ。
炉プレート、3 ⁄ 8インチ。
エンドプレート、1 ⁄ 2インチ。
格子面積、33平方フィート。
加熱面:
炉と煙突内 450 平方フィート。
ギャロウェイパイプでは、 30 「
外部煙突では、 370 「
850 平方フィート。
このように、我々は蒸気ボイラーの改良について段階的に詳細に説明してきたが、現在文明世界で使用されている蒸気発生器 100 台のうち 99 台は、機関車用、船舶用、水平管状および水管式ボイラーの 4 つの形式に該当するため、詳しく説明する必要がある。

船舶用ボイラー。
蒸気船で使用されるボイラーには主に2つの種類があります。比較的低温（1平方インチあたり35ポンド以下）の蒸気に使用される旧式のボイラーは、通常、機関車ボイラーの外部火室と内部火室に倣い、平板を接合して作られています。

中高圧船舶用ボイラーは、1平方インチあたり60～150ポンドの蒸気圧で設計され、断面は円形または楕円形で、陸上ボイラーと同様に円形の内部炉と煙道を備えています。船舶用ボイラーには様々なバリエーションがあり、特殊な状況に合わせて改造されています。図22は、このようなボイラー2基の正面図と部分断面図を示し、図23はそのうちの1基の縦断断面図を示しています。

61

船舶用蒸気ボイラー

図22.

図23.

62

これらの図面から、これらのボイラーの両端にはそれぞれ3つの円筒形の炉が内蔵されており、合計でボイラー1基あたり6つの炉が備わっていることがわかります。燃焼は両端で行われます。各炉から出た炎と高温ガスは、ブリッジウォールを通過した後、平面の長方形の燃焼室に入り、そこから管を通って前方の吸気口（つまり煙突）へと流れ、さらに煙突へと続きます。

燃焼室の側面は互いに接合され、ボイラーの外板にも接合されています。上面は機関車ボイラーの頂部と同様に補強されており、ボイラー外板の平板は長いボルトで接合されています。ボルトは両端のナットで長さを調整できます。清掃や管の修理などのために、炉扉のすぐ上にある前面の扉から蒸気吸入口にアクセスできます。蒸気は各ボイラーの上部に示されている大きな円筒形の受熱器に集められます。構造材料は軟鋼です。

以下は、これらのボイラーの主な寸法とその他の詳細です。

前から後ろまでの長さは20フィート。
殻の直径、15フィート6インチ。
炉の長さ、6フィート10インチ。
炉の直径、3フィート10インチ。
チューブの長さ、6フィート9インチ。
チューブの直径、3 1 ⁄ 2インチ。
チューブ数516。
シェルプレートの厚さ、15 ⁄ 16。
チューブプレートの厚さ、3 ⁄ 4。
格子面積、126 1 ⁄ 2平方フィート。
暖房面積、4015平方フィート。
蒸気圧力、1平方インチあたり80ポンド。
図24は現代の船舶用ボイラーのスケッチです。このボイラーは片側からのみ点火するため、図22および23に示したタイプよりも直径に比例してかなり短くなっています。

63

直径 9 フィートを超える船舶用ボイラーには通常、炉が 2 つあり、13 フィートから 14 フィートを超えるものには炉が 3 つあります。一方、第一種郵便船で使用される最も大型のボイラーは、直径が 15 フィートを超えることもあり、炉が 4 つあります。

船舶ボイラーでは、燃焼生成物の経路は次のようになります。石炭は炉の扉を通って火格子に入り、熱と炎は火橋を越えて炎または燃焼室に入り、そこから管を通って煙室に入り、吸気口と漏斗を通って空気中に放出されます。

図24.

船舶ボイラーの付属品には、漏斗と空気ケーシング、吸気口と空気ケーシング、煙室と煙突扉、防火扉、バー、ブリッジ、ベアリング、主蒸気止め弁、ドンキー弁、安全弁と排水管、主およびドンキーフィードチェックバルブ、ブローオフコックとスカムコック、ボイラーの前後にある水位計グラス、水の密度をテストするためのテスト水コック、ホイッスル用の蒸気コック、デッキ上のウインチ用の蒸気コックがあります。

送風管と呼ばれる継手が、煙突の喉部に取り付けられることがあります。これは錬鉄製の管で構成され、煙突内には上向きの円錐状のノズルが設けられ、もう一端はコックに接続されています。コックはボイラーの蒸気室またはドームにボルトで固定されています。送風管は通風を強めるために使用され、蒸気の上昇流が煙突から空気を高速で押し出します。そして、炉の灰受けやバーを通して新鮮な空気が供給されるため、単純な通風のみの場合よりも燃焼速度が向上します。

64

ボイラーには乾式排気管と湿式排気管が取り付けられており、それぞれ次のような違いがあります。乾式排気管は完全にボイラーの外側にあり、ボイラーの燃焼端にボルトで固定された外部ケーシングで構成され、管を覆って煙室を形成し、適切な管扉が取り付けられています。湿式排気管はボイラーの燃焼端から蒸気空間に戻され、水と蒸気で完全に囲まれています。乾式排気管が重大な修理を必要とすることはめったにありませんが、湿式排気管は圧力、蒸気、水にさらされるため、絶え間ない注意と修理が必要であり、水面付近で常に湿ったり乾いたりするため、非常に腐食しやすいです。両方の前方排気管の間の狭い水空間も、塩分が蓄積して非常に燃えやすいです。多くのタグボートやフェリーボートの煙道ボイラーには湿式排気管が取り付けられています。

過熱装置は、通常、船舶ボイラーの吸気口または煙突の底に設置される容器で、炉からの廃熱が煙突から逃げる前に、その周囲を通過および通過するように配置されています。主ボイラーからの蒸気がエンジンへの蒸気管に入る前に、過熱装置が乾燥または加熱するために使用されます。最も単純な形の過熱装置は、チューブを充填した錬鉄製のドラムで構成されます。熱または炎はチューブを通過し、ドラムのシェルの周囲を通過しますが、蒸気はドラム内にあります。過熱装置には通常、ボイラーに接続されたストップバルブが取り付けられており、これによって蒸気を遮断できます。また、エンジンの蒸気管にもストップバルブが取り付けられています。さらに、蒸気を混合したり、過熱装置とは独立して動作したりするための装置も通常設けられています。

安全弁とゲージガラスも取り付けられています。ゲージガラスは、プライミングによって過熱器内に水が溜まることがあるので、過熱器内に水がないかどうかを示します。

船舶ボイラーの特殊な継手、ステー、リベット、強度などについては、後ほど詳しく説明します。

65

船舶ボイラーに表面凝縮器を導入したことは、効率向上への大きな一歩でした。1840年当時、船舶ボイラーで使用されていた蒸気の平均圧力は1平方インチあたりわずか7～8ポンドで、蒸気は2本の煙道を持つボイラーで作られ、給水には海水が使用されていました。蒸気圧力が現在のように1平方インチあたり150～200ポンドに上昇すると、塩分による付着がますます深刻化し、多くの場合、管の寿命が短く、頻繁にトラブルが発生するようになりました。しかし、表面凝縮器が導入され、ボイラーに真水が供給されるようになると、この問題は解消されました。

図25

表面コンデンサー。
凝縮器は鋳鉄製の長方形または円形の箱で、管が水平または垂直に設置されています。両端には、一般的に真鍮製の管板が固定されており、管は管板と凝縮器中央の支持板を貫通しています。凝縮器の両端には扉が取り付けられており、必要に応じて管端を検査、抜き取り、梱包することができます。管端は様々な方法で梱包されており、管は水の作用に耐えられるよう真鍮で作られています。水は通常、管を通して吸引されます。66循環ポンプで蒸気を凝縮させ、管の外面に接触させます。場合によっては、外面に水を塗布し、蒸気を管から排出することもあります。しかし、現代の表面凝縮器では、この方法は一般的に廃止されています。管の両端はパッキングによってしっかりと密閉されており、万が一管が破裂した場合は、両端に木製の栓を差し込み、機会があればそれを引き抜いて新しいものに交換します。

凝縮器は、どのような形状でも製作可能です。垂直型エンジンのシリンダーを支える鋳物の一部となる場合もありますが、図25に示すように、両端が平らな円筒形に作られることもよくあります。これらの両端は、チューブを固定するチューブプレートを形成します。チューブは当然のことながら両端が開口しており、矢印で示すように、凝縮器の両端にあるチューブプレートと外側のカバーの間には水が循環できるように隙間が設けられています。

コンデンサーの動作。
循環ポンプによって押し出された冷水は底部から入り、水平方向の仕切り板によって下側の管群を通って前方に送られます。その後、上側の管列を通って戻り、オーバーフローから排出されます。こうして管は低温に保たれます。

管は凝縮室を貫通するように設計されており、内部空間とは接続されていません。蒸気は凝縮器に送られ、そこで管の冷たい外面と接触して凝縮され、図（65ページ）に見られるように、前と同様に空気ポンプによって除去されます。

表面凝縮器の使用によって得られる利点は、1. 給水がより高温で新鮮であること、高温であるため、給水に必要な燃料を節約できること、そして新鮮であるため、より低い温度で沸騰できることです。2. ボイラー内部にスケールがあまり生成されないため、熱がより容易に水に伝わります。また、スカムコックがあまり使用されないことから、本来は吹き飛ばされるはずだった熱がすべて節約されます。欠点は、淡水であるためボイラーにスケールが生成せず、ボイラーが錆びる可能性があることです。

67

船の性能は機関士によって大きく異なるとよく言われます。一般的に、最も成功する機関士は、火夫を最もうまく管理する人です。言葉でその意味を定義するのは非常に困難です。それは言葉で説明するものではなく、実際に感じたり見たりするものです。 * * * * 自分の仕事を本当に理解している機関士は、火が十分に燃え広がるように十分な時間を与えます。機関を徐々に始動させ、最初の数分間は少しゆっくりと運転します。

水管式蒸気ボイラー。

水管ボイラー。—図26。

アメリカ合衆国とヨーロッパで広く使用されている蒸気ボイラーの形式は、いわゆる水管ボイラーです。この用語は、比較的小径の管に水が封入され、管同士が連通し、共通の蒸気室と連通しているボイラーの一種を指します。炎と高温ガスは管の間を循環し、通常は仕切りによって導かれ、管のあらゆる部分に均等に作用します。この形式のボイラーには多くの種類があり、この図はそのうちの一つを示しています。このボイラーでは、各管の両端が四角い鋳鉄製の管頭に固定されており、各管頭には2つの開口部があり、一方は下の管に、他方は上の管にそれぞれ連通しています。68連絡はチューブの端にある中空の鋳鉄製キャップによって行われます。キャップには、ボルトで固定されているチューブのヘッドの開口部に対応する開口部があります。

最高級の水管ボイラーでは、ボイラー本体は鉄柱に支えられた錬鉄製の桁によって、レンガ積みから完全に独立して吊り下げられています。これにより、ボイラー本体と周囲の壁との間の不均一な膨張によるボイラー本体への負担が回避され、必要に応じてレンガ積みを修理または撤去しても、ボイラー本体に何ら支障をきたすことはありません。この設計は図26に示されています。

水管ボイラーと他のボイラーの決定的な違いは、前者では細管に燃焼生成物ではなく水が満たされている点にあります。そのため、水管ボイラーと火管 ボイラーはよく比較されます。この違いは「水管ボイラー対シェルボイラー」という言い方でも表現されますが、どちらのシステムでも蒸気発生の原理は同じです。可燃物からの熱は鉄板を介して水に伝達され、どちらの炉でも、炉、蒸気装置、通風の適用などは実質的に同じです。もう 1 つの重要な点、つまり可燃物 1 ポンドあたりに蒸発する水の平均重量では、両システムは一致しています。最良の結果を生み出すのは、構造の徹底性と周囲の環境への適応の巧みさです。水管ボイラーまたはセクショナルボイラーは、1766 年のジェームズ ワットの時代から、さまざまな形状と名前で作られてきました。しかし、製造上の不完全さのため、このシステムはシェルボイラーと比較してごく最近までうまく機能していませんでした。現在では、様々な形式の水管ボイラーが最も好都合かつ満足のいく用途に使用されています。この形式の蒸気発生器の利点は以下のとおりです。

1. 内容物を小さな部分に分割することから生じる悲惨な爆発に対する安全性、特に、大量の蒸気と水を一度に放出する全体的に激しい爆発ではなく、破裂が局所的になることを確実にする構造の詳細から生じる。

69

2. ボイラーを構成する管の直径が小さいため、通常のボイラーよりもはるかに強度が高くなります。
3. 複製部品を保管できるため、製造コストが安く、修理も容易です。ボイラーの様々な部品は、大きな費用、手間、遅延なく輸送できます。ボイラーの形状と比率は、利用可能なスペースに合わせて調整できます。また、管列を増やしたり、火格子面積を増やすだけで出力を増強できます。
4. 蒸発効率は他のボイラーと同等にすることができ、実際、加熱面と火格子面の比率が同じ場合、蒸発効率は他のボイラーよりわずかに高くなることがよくあります。
5. 炉内の加熱面が薄く、通常のボイラーで必ず使用される厚いプレートは水への熱の伝達を妨げるだけでなく、過熱の原因となるため、使用しないでください。
6. 接合部を火中から除去する。重ね溶接水管の接合部を火中から除去することで、リベット接合部の二重厚化による不均一な膨張も回避できます。
7. さっと蒸す。
8. 清掃が容易であること。
9. 取り扱いと組み立てが簡単。
10. 修理の経済性と迅速性。

これらのボイラーの既知の欠点は

1. 一般的に、通常のボイラーよりも多くのスペースを占有し、より多くの石工を必要とします。
2. 内部の水量が少ないため、給水や火の取り扱いに不規則性があると突然の圧力変動が発生し、急速かつ時には激しく蒸気が発生して収縮した水室に蒸気が蓄積し、プライミングが発生して水が失われ、チューブが過熱します。

70

3. これらのボイラーを主に構成する水平または傾斜した水管は、発生した蒸気をすぐに排出することができません。蒸気泡は本来の自然な流れに従ってまっすぐ上昇することができず、摩擦によって管内をゆっくりと移動せざるを得ません。加熱面に蒸気が蓄積すると、管が破裂したり、焼損したりすることがあります。
4. 固形物の堆積物を形成する水の使用は、管の過熱リスクをさらに高めます。一部の発明者は、管内を水が急速に循環することでスケールや沈殿物の堆積を防止できると主張しましたが、経験上、これは重大な誤りであることが証明されています。また、管を膨張させることでスケールは堆積と同時に剥離し、危険な堆積を防ぐことができると主張する者もいますが、これも誤りであることが証明されています。さらに、これらのボイラーに鋳鉄が使用されていることも、ひび割れなどのトラブルの原因となることがしばしばありました。

水管ボイラーの手入れ。
この形式のボイラーでは、煤や灰は管状ボイラーのように管の内側ではなく、管の外側に集まります。そのため、どちらの場合も、他の場合と同様に注意深く除去する必要があります。これは、レンガの壁に残された開口部から吹き込みパイプとホースを使用することで行うことができます。瀝青炭を使用する場合は、蒸気がなくなるときに煤を払い落とす必要があります。

燃料の無駄を避けるため、内外面はすべて清潔に保つ必要があります。このため、最高級の型枠には清掃のための特別な設備が備わっています。点検には、管の両端にある手すりを外し、片方の端にランプを当て、もう片方の端から覗き込むことで表面の状態を自由に観察できます。スクレーパーを管に差し込んで堆積物を取り除きます。スケールが硬い場合は、専用のチッピングスクレーパーを使用してください。

特に新しいボイラーの場合は、手穴を頻繁に取り除き、表面を検査する必要があります。71ハンドホールキャップは、傷や汚れがつかないように表面をきれいにし、油を塗ってしっかりと締めます。

泥ドラムは定期的に検査し、堆積物を取り除く必要があります。吹き出しコックとチェックバルブはボイラーを清掃するたびに検査する必要があります。表面吹き出しコックを使用する場合は、一度に数分間頻繁に開ける必要があります。火を通す場合を除き、ボイラーまたは煙道への空気の開口部はすべて慎重に閉じられていることを確認してください。

ボイラーをしばらく使用しない場合は、中身を空にして完全に乾燥させてください。それが難しい場合は、水をたっぷりと満たし、少量の洗濯用重曹を入れてください。湿気にさらされる外部部品には、亜麻仁油を塗布してください。座席やカバーは湿気を避け、いかなる理由でもボイラーに水がかからないようにしてください。

この形式のボイラーは破壊的な爆発を起こす可能性は低いですが、ボイラーの損傷や高額な遅延を避けるために同様の注意を払う必要があります。

セクショナルボイラー。
おそらく実用化された最初のセクショナルボイラーの一つは、外径8インチ、厚さ3⁄8インチの中空鋳鉄球で構成されたもので、各球は直径3 1⁄2インチの湾曲したネックで接続されていました。これらの球は錬鉄製のボルトとキャップで固定され、一方向に2個または4 個ずつセットで鋳造されます。これらの球は後に引き伸ばされ、使用される数に応じてボイラーの伝熱面積を調整します。

注記。
水管式ボイラーを含むすべてのセクショナルボイラーは、部品点数が多いため、構造、設置、継手、そして寸法といった細部に細心の注意を払う必要があります。こうした「点」への配慮によって、セクショナルボイラーは今やより広く受け入れられつつあります。

72

機関車ボイラー。
機関車ボイラーの本質的な特徴は、特殊な条件下で果たさなければならない任務によって決まります。ボイラーは場所から場所へ迅速に輸送されなければならないこと、そして機関車のフレームの間に収まる必要があることから、その大きさと重量は制限されます。同時に、比較的小さなシリンダーでエンジンが大きな出力を発揮するには、蒸気圧を非常に高くする必要があります。さらに、一定時間内に蒸発させなければならない水の量は膨大です。これらの条件を満たすには、限られた面積の火格子で大量の石炭を燃焼させる必要があり、強制送風による強力な燃焼が必要となります。このようにして発生した熱を有効に利用するには、大きな加熱面積を確保する必要があり、これは燃焼生成物を多数の小径管に通すことによってのみ実現できます。

機関車ボイラーにおける強制通風は、シリンダーから出た蒸気が仕事を終えた後、送風管と呼ばれる管を通して煙突へ排出されることによって得られます。送風管の下部は2つの枝に分かれており、それぞれが各シリンダーの排気口につながっています。送風管から蒸気が煙突を上って排出されるたびに、その前面の空気が押し出され、部分的な真空状態が発生します。この真空状態は、炉と管を流れる空気によってのみ補うことができます。

一回の噴出ごとに噴出する蒸気量が多く、噴出の連続が速いほど、送風管が通風を生み出す作用が激しくなり、その結果、この装置は燃料の消費と水の蒸発をある程度自動的に制御します。これは、エンジンが最も激しく動作し、最も多くの蒸気を使用しているときに、送風が最も効率的になるためです。

73

機関車ボイラー—図27

送風管はおそらく機関車ボイラーの最も特徴的な部分であり、この部分によって小さな蒸気から大量の蒸気を得ることが可能になった。74発電機。機関車の蒸気噴出は人間の呼吸器に例えられ、その機構はこれまで人間が作り出したどの装置よりも生命体に近いものとなっている。

機関車のボイラーは振動や激しい動きをするため、重り付きの安全弁を使用することはできず、代わりにバネを使用して弁を所定の位置に保持します。

機関車の形の蒸気ボイラーは固定エンジンに使用されることもありますが、追加コストがかかることと、通路が狭いため腐食しやすくなることから、あまり好まれません。

ページのイラストの説明。

図 27で、 FB は火室または炉、 FD は防火扉、 DP はデフレクタープレート、 FTP は火室チューブプレート、 FBRS は火室ルーフステー、 STP は煙室チューブプレート、 SB は煙室、 SBD は煙室ドア、 SD は蒸気ドーム、 OS は外殻、 RSV はラムズボトム安全弁、 F は漏斗または煙突を表します。

図28.

火室の頂板は平らであるため、効率よく支柱を固定する必要があり、この目的のために、図に示すように、フォックスルーフステーと呼ばれる桁支柱が主に用いられます。現在、機関車用ではこの支柱は鋳鋼製です。支柱の両端は火室の垂直板に接し、火室の熱を支えます。75プレートと桁ステーを貫通する一連のボルトが火室頂部に圧力をかけ、ナットとワッシャーで固定する。図28は錬鉄製の屋根ステーの平面図と立面図である。

機関車タイプの船舶ボイラーで、火室の平らな頂部を円形の上部プレートに固定するために採用されている別の方法が図 29 に示されています。つまり、錬鉄製の垂直バー ステーをナットとワッシャーで火室に固定し、フォーク エンドとピンをボイラー シェルにリベット留めされたアングル アイアン片に固定します。

図29.

この図の文字は、図27の文字と同じボイラーの部分を示しています。つまり、FBは火室、などです。

かつては、伝熱面積を増やすため、図に示すよりもはるかに長い管を作るのが慣例でした。しかし、現代の経験から、煙室に続く最後の3～4フィート（約90～120cm）はほとんど、あるいは全く役に立たないことがわかりました。なぜなら、燃焼生成物が伝熱面のこの部分に到達する頃には、その温度は著しく低下し、そこから得られる熱量はほとんどないからです。これらの管は、煙道と伝熱面として機能するだけでなく、ボイラーの胴体の平らな端と、その反対側の火室部分へのステーとしての機能も果たしています。

管から得られる保持力に加え、煙室、管板、および前面外板は数本の長いロッドによって保持されています。

76

水平管状ボイラー。—図30。

77

標準水平管状蒸気ボイラー。
サイズ、比率等の表:

シェルの直径
。
シェルの長さ
。
シェルのゲージ
。
ヘッドのゲージ
。
チューブの数
。
チューブの直径
。 チューブ
の長さ
加熱面積
の平方フィート。

公称
馬力
。
72 で。 19 フィート 4 で。 3 ⁄ 8 で。 1 ⁄ 2 で。 80 4 で。 18 フィート 0 で。 1,500 100
72 「 18 「 4 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 86 3 1⁄2​​ 「 17 「 0 「 1,500 100
72 「 17 「 4 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 108 3 「 16 「 0 「 1,500 100
66 「 18 「 4 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 74 3 1⁄2​​ 「 17 「 0 「 1,350 90
66 「 17 「 4 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 92 3 「 16 「 0 「 1,350 90
60 「 18 「 3 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 78 3 「 17 「 0 「 1,200 80
60 「 17 「 3 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 76 3 「 16 「 0 「 1,125 75
60 「 16 「 3 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 77 3 「 15 「 0 「 1,050 70
60 「 16 「 3 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 70 3 「 15 「 0 「 975 65
60 「 16 「 3 「 3 ⁄ 8 「 1 ⁄ 2 「 64 3 「 15 「 0 「 900 60
54 「 17 「 3 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 60 3 「 16 「 0 「 900 50
54 「 17 「 3 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 56 3 「 16 「 0 「 825 55
54 「 16 「 3 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 52 3 「 15 「 0 「 750 50
54 「 16 「 3 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 46 3 「 15 「 0 「 675 45
54 「 16 「 3 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 40 3 「 15 「 0 「 600 40
48 「 17 「 2 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 50 3 「 16 「 0 「 750 50
48 「 16 「 2 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 48 3 「 15 「 0 「 675 45
48 「 16 「 2 「 5 ⁄ 16 「 7 ⁄ 16 「 42 3 「 15 「 0 「 600 40
42 「 16 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 36 3 「 15 「 0 「 525 85
42 「 15 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 32 3 「 14 「 0 「 450 30
42 「 14 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 28 3 「 13 「 0 「 375 25
36 「 14 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 36 2 1⁄2​​ 「 13 「 0 「 375 25
36 「 14 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 28 2 1⁄2​​ 「 13 「 0 「 300 20
36 「 13 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 20 2 1⁄2​​ 「 12 「 0 「 225 15
36 「 12 「 2 「 1 ⁄ 4 「 3 ⁄ 8 「 14 2 1⁄2​​ 「 11 「 0 「 150 10
注記。
上記の表を用いて馬力を推定する際には、1馬力につき15平方フィートを想定しており、各ボイラーのフィート数は概数で示されています。この表は、ボイラーメーカーが日常的に使用している表です。

78

煙突ボイラー。

2本の煙突を持つボイラー。—図31。

6インチ煙突ボイラー。—図32。

79

水平管式蒸気ボイラー。

定置式ボイラーの大部分は円筒形または円形です。その理由は、

1. 円筒形が最も強度が高い。
2. 最も安いです。
3. より薄い金属の使用が可能になります。
4. 最も安全です。

5.問題なく検査されます。

6. 最も対称的です。
7. 製造が容易になります。
8. 内部の歪みに対する耐性が向上します。
9. 外部からの圧力にも耐えます。
10. より良く維持または強化することができます。
11. 最小限の材料で最大限の容積を実現します。
12. これはボイラー実務における長年の経験の結果です。
13. これは、経験豊富なエンジニア全員が採用または好む形式です。

したがって、図 30に概略的に示すような水平管状ボイラーが標準的な蒸気ボイラーであり、技術者や蒸気発電所の所有者は、蒸気製造における 100 年の経験の成果であるこの承認された形式に非常に固執しています。

断面図に示す単純な水平管状ボイラーでは、循環空間と蒸気空間に一致する限り、直径2インチから4インチまでの小管がシェル内に充填されています。このタイプのボイラーを燃焼させると、まずシェルの下で燃焼が起こり、熱、炎、ガスなどの生成物は小管を通って煙突へと流れます。ただし、管状ボイラーの三重通風構造では、後述するように、熱生成物はボイラー管をもう一度通過し、3回旋回した後に余分な熱が最終的に失われます。

80

78ページと80ページの図は、2本煙道ボイラー（図31）、6本煙道ボイラー（図32）、そして機関車型ポータブルボイラー（図33）が、水平管式ボイラーへと徐々に進化していく様子を示しています。垂直管式ボイラーは、水平管式のもう一つの改良形です。

機関車用ポータブルボイラー。—図33。

垂直型ボイラーの一部では循環がほとんどなく、内部の腐食が急速に進行し、ボイラーを急速に摩耗させます。灰受けでは、灰や湿気によっても急速に腐食が進行します。管と管板の上部はしばしば損傷を受けます。例えば、管が上部の管板まで貫通している場合、円錐状の頂部がない場合は、ボイラーの下で最初に火を起こした際に、ガスが管をほぼ通過するまで燃焼が起こらないことがあります。通常、水は管板の下を流れるため、水位線より上に空間が残り、そこには蒸気も水もありません。この高熱により、管の端部は焼けて結晶化し、蒸気が発生する前にこの過度の熱によって管板にひび割れや破損が生じることがよくあります。最初の問題はポータブル機関車用ボイラーの「脚」部分で発生します。そのため、蒸気を使用する人々は、一般的に丸胴型の多管式ボイラーを好みます。

81

管状ボイラーの部品。
シェル。これは一般的にボイラーと呼ばれる円形または円筒形の構造で、内部に支柱や管が挿入され、蒸気の圧力、内部の水の作用、そして外部の火による内部の張力に耐えます。

ドラム。この部分はドームと呼ばれることもあり、蒸気空間を広げるためにボイラーの上部にリベットで固定された上部チャンバーで構成されています。

チューブシート。ボイラーの両端を形成する円形の平らなフランジ付きシートで、チューブが固定されます。

マンホールカバー。これは通常内側に開く板と枠で構成されており、ボイラー内部に人が入ることができる大きさです。これらの開口部は、ボイラーの上部または端部に設けられることがあります。蒸気ボイラーのマンホール開口部は、状況によりボイラー胴体内に設置しなければならない稀な場合を除き、必ずボイラー頭部に設置する必要があります。このように設置されたマンホールはボイラーの強度を著しく低下させることはなく、この位置からボイラーが適切な状態に保たれていることをより容易に確認できます。マンホールの適切なサイズは、状況に応じて9×5と10×16です。これらは一般的な用途には十分な大きさであり、サイズを大きくしても物質的な利点はありません。

ハンドホールプレート。サイズを除けば、マンホールカバーと同様の構造です。ボイラー内に手を入れて堆積物を除去するのに十分な大きさで、またボイラー内部の点検にも使用されます。通常、各ボイラーには2枚、前部と後部に1枚ずつ設置されます。

ブローオフ。これは、ボイラーの底部と連通するパイプとコックで構成され、ボイラーをブローオフしたり、清掃が必要な際に水を排出したりするために使用します。

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三重通気管式ボイラー—図34

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トリプルドラフト管状ボイラー。
ニューイングランドのメーカーで広く使用されているこのボイラーは、図からもわかるように水平管式であり、よく知られているタイプとは基本的に管の配置が異なるだけです。この方式により、燃焼生成物は同じシェルを2回通過します。つまり、一部の管を前方に通過し、残りの管を後方に通過します。この結果を実現する方法は、一般的な管式ボイラーを改造してこの原理を実現する方法を説明することで最もよく説明できます。

図35.

図34に示すように、管の約半分を囲むのに十分な大きさの円筒形のシェルが、水面下で後部ヘッドの外側に取り付けられ、設置場所の後端まで後方に延長されます。囲まれた管は延長され、同じ地点まで後方に運ばれます。延長部分は閉じられ、ボイラー本体と連通します。内側の管は煙突に通じる煙道に出て、煙突アーチからの古い接続は切断されます。この配置により、ボイラーの外側の管（補助シェルの両側に集合して配置）は燃焼生成物を前方の煙突アーチまで前方に運び、内側の管は燃焼生成物を煙突まで後方に運びます。

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図 35 はボイラーの半分の断面図を示しており、熱生成物が外側のチューブの1 つを通過し、内側のクラスターの1 つを通ってボイラーに戻る経路を示しています。

図 36 (84 ページ) は、ブリッジ壁越しにボイラーの断面図を示しています。影付きのチューブの端は、影の付いていない 2 つの外側のクラスターによって前方に運ばれた熱生成物をボイラーの背面に戻すクラスターを示しています。

このチューブの配置にはいくつかの利点があります。

1. 煙突での損失がなく、非常に高い炉温度を実現できます。
2. 熱をこれらの流れに分割することで、より均等な膨張と収縮が確保されます。これは重要なポイントです。
3. このシステムでは、チューブはほぼ均等に動作します。
4. 炉のすぐ上にある追加の水は、安全の要素であると同時に、電力の貯蔵庫でもあります。
5. このタイプのボイラーでは、燃焼廃棄物の出口はボイラー後端のより便利な位置にあります。
6. ボイラーは独立型なので、階高が制限される場所でも使用できます。

図36.

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125馬力ボイラーの仕様。
直径72インチ、長さ18 フィートの水平管状ボイラー1基につき…………………の………用

タイプ。

ボイラーは、すべての鋳物と取り付けが完成した水平管型になります。

寸法。

ボイラーは直径72インチ、長さ18フィートとする。各ボイラーには、直径3 1⁄2インチ、長さ18フィートの重ね溶接管90本を垂直および水平に並べ、管間の間隔は、中央の垂直間隔（中央の間隔は3インチ）を除き、垂直および水平方向に1 1⁄4インチ以上とする。管は、胴体またはボイラーから2 1⁄2インチ以上離して設置する。ボイラーヘッドの穴は、きれいに面取りする。すべての管はダッジョン・エキスパンダーで設置し、前端をわずかにフレア状に広げ、後端を裏返してビードダウンする。

鋼板の品質と厚さ。

シェルプレートは、厚さ1⁄2インチの均一な品質の均質鋼で、引張強度が65,000ポンド以上であること。各プレートには、メーカー名、ブランド名、引張強度を明記すること。

頭部は、すべての点でシェルプレートと同等の品質とし、 厚さは3⁄4インチとする。シェルの底部は1枚のプレートとし、幅7フィート未満のプレートは使用しない。シェルの上部は3枚のプレートとする。すべてのプレートは圧延前にかんながけされ、接合部はコーキングなしで仕上げられる。

フランジ。

すべてのフランジは、内部半径が2インチ(2)以上になるようにきれいに旋削され、ひび割れ、割れ、または欠陥がないようにする必要があります。

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リベットで留める。

ボイラーは、全体に3⁄4インチのリベットで固定する。胴回りの継ぎ目はすべて二重リベットとする。水平の継ぎ目はすべて二重リベットとする。リベット穴は、構造上、均一になるように穴あけまたはドリルで開ける。ボイラーの建設にはドリフトピンを使用しない。

ブレース。

すべての支柱は、クロウフットパターンで、直径が1と1/8インチ（1 1 ⁄ 8）で、最も短いものでも長さが4フィート（4フィート）以上で、支柱をしっかりと支え、均一な張力に耐えられるだけの十分な数が必要です。

マンホール、ハンドホール、シンブル。

各ボイラーの上部にマンホールが 1 つあり、中央プレートの中央に重厚な鋳鉄製のフレームがリベット留めされている。各フロント ヘッドの下部近くにマンホールが 1 つある。ヘッドは 2 インチ四方の錬鉄製リングで補強され、2 インチ ピッチの面一皿リベットでヘッドにリベット留めされ、必要なボルト、プレート、ガード、ガスケットがすべてある。各ボイラーの上部に 6 インチのシンブルが 2 つリベット留めされ、それぞれの面は平らに仕上げられている。各ボイラーの底部に 6 インチの重厚なフランジが 1 つあり、後端からフランジの中心までが 12 インチである。フロント ヘッドのマンホールの両側に 1 つずつ、計 2 つのブレースがある必要がある。また、チューブの下のバック ヘッドのマンホールの反対側に 3 つのブレースがある。

ラグ。

ボイラーの両側にリベット留めされた 4 つのラグがあり、十分な大きさで、ラグごとに 1 インチのリベットが 6 つあります。

鋳物。

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各ボイラーには、管扉、火床扉、灰受け扉を含む装飾的なフラッシュフロントを含む鋳物一式を備え、購入者が選択した最高品質の固定式火格子バー、必要な固定具、全てのベアリングバー、ブリッチングプレート、デッドプレート、バインダーバー、フレーム付き後部清掃扉を備える。アンカーボルトとバックステーも備える。防火扉には調整可能な通気口を設け、防火シールドで保護する。各ボイラーの上部には、鋳鉄製の重厚なアーチを1つ設置する。

テスト中。

ボイラーは、1平方インチあたり200ポンドの水圧で試験され、その試験証明書がボイラーに添付されるものとする。ボイラーの試験は、買主が選定した蒸気ボイラー保険会社の指示の下で実施されるものとする。

品質と職人技。

すべてのボイラーは最高の職人技で製造され、それぞれの種類のすべての材料は最高のもので、仕様に厳密に従う必要があります。

継手および取り付け具。

ボイラーには以下のものを備える：4インチの重荷重用安全弁1個、6インチのフランジ付きグローブバルブ1個、2インチのベストグローブバルブ2個、2インチのチェックバルブ2個、8インチのダイヤル式ニッケルメッキ蒸気計1個、低水位警報計1個。2基のボイラー用の火かき棒1セット（鍬、火かき棒、スライスバー、シャベル）。

図面。

ボイラーを設置する石工のために提供されたすべての図面。

ボイラーの義務。

ボイラーは 120 馬力を発揮し、1 平方インチあたり 125 ～ 150 ポンドの一定圧力下で動作します。

すべてのリベットのピッチは2 1⁄2インチおよび1 1⁄2インチとします。リベットのピッチラインは、板金の端から1 1⁄8インチ以内には配置しないでください。

各ボイラーのラグプレートは 8 枚とし、長さは 2 フィート以上、幅は 8 インチ以上、厚さは 1 インチ以上であること。

各ボイラーのレンガ造りの前方から後方にかけて 1 インチのアンカー ロッドが 6 本設置されます。

これらのボイラーとそのすべての前面、継手、接続部は、……………………の検査の対象となります。

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ボイラープレート上のマーク。
ボイラーの構造に使用される材料の性質と必要な品質については、別の項目で既に述べました。製造可能な最高の鉄鋼を使用し、ボイラーの製造において可能な限り最も熟練した徹底した職人技を施すことの必要性については、いくら強調してもしすぎることはありません。

陸上ボイラーと船舶ボイラーの両方において、ボイラープレート製造業者がボイラーの製造に使用される各シートまたはプレートから「テストピース」と、その構成に使用される各シートまたはプレートの引張強度を示すシートを提供することが慣例になりつつあります。

しかし、この慣習にかかわらず、ボイラー製造に用いられる各鋼板には、その品質と製造方法を示す以下のいずれかのマークが付けられています。「チャコールアイアン」という名称は、製造に鉱物燃料ではなく木炭が使用されることから使用されています。

「炭鉄1号」（C. No. 1）は、炭鉄のみで作られています。繊維方向の引張強度は1平方インチあたり40,000ポンドです。硬いですが、延性はそれほど高くないため、フランジ加工には決して使用しないでください。

「木炭槌打ちNo.1シェル鉄」（CH No. 1 S.）は、必ずしも槌打ち加工されているわけではありませんが、板状に圧延される前に加工されています。繊維方向の引張強度は1平方インチあたり50,000～55,000ポンドです。かなり硬い鉄なので、フランジ加工は避けてください。ボイラーの外殻に使用されます。

「フランジアイアン」（CH No. 1 F.）は、あらゆる方向にフランジ加工できる延性材料です。繊維方向の引張強度は1平方インチあたり50,000～55,000ポンドです。

「火箱鉄」（CH No. 1 FB）は、より硬い性質を持ち、特に衝突する炎の破壊的な影響に耐えるように設計されており、火箱や煙道シートに使用されます。

括弧内の文字はプレートスタンプを表します。

鋳鉄と銅は、初期の蒸気ボイラーに使用されており、鋳鉄は現在でも温室などのさまざまな目的で作られる特定の形式の低圧蒸気ヒーターに広く使用されています。

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ボイラーの建設。
ボイラーを選定する際には、最も効率的な設計は、シェルの表面積が直接熱に最も多くさらされる設計であることが分かります。熱伝達の大部分は直接加熱面によって担われます。そのため、ボイラーの構造や設置において、この面積を縮小するような設計は避けるべきです。設置によって囲まれたり、設置物と接触したりする面積が小さいほど、より良い結果が得られます。

循環の悪いボイラーは、エンジニアにとって悩みの種です。適切な循環設備は、成功し経済的なボイラーを建設するための主要な要素の一つです。管式ボイラーでは、中央列を空けて管を垂直列に配置するのがベストプラクティスです。循環はボイラーの側面を上昇し、中央を下降します。空間を区切るためにジグザグに配置された管は循環を妨げ、最良の結果をもたらすとは考えられていません。

蒸発が起こる表面積は、蒸気圧が低いほど、つまり蒸気の泡のサイズが大きいほど、大きくする必要があります。大気圧で毎時 100 ポンドの蒸気を生成するには、この表面積は 732 平方フィート以上必要ですが、75 ポンドの圧力の蒸気の場合は 146 平方フィートまで、150 ポンドの圧力の蒸気の場合は 73 フィートまで小さくすることができます。このため、三重膨張エンジンは、低圧の蒸気を使用するエンジンに必要なボイラーよりも小型のボイラーで動作できます。許容される蒸気空間の量は、シリンダーの容積と毎分の回転数によって異なります。通常のエンジンでは、毎秒生成される蒸気の平均量の 100 倍の大きさにすることができます。

ボイラー内の加熱された水は、エンジンのフライホイールが速度の均一性を確保するのと同じ役割を果たし、蒸気を安定して供給します。したがって、この予備力を利用するには、ボイラーの中央スペースを十分に確保する必要があります。

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鋼板の品質。
ボイラー用の鋼は、常に低鋼または軟鋼と呼ばれる種類のもので、正確にはインゴット鉄であり、そのすべての特性は粘り強く、曲がる、粒子が均一な鉄であり、ナイフの刃や切削工具などに使われる本物の鋼とはまったく異なります。同じ厚さの場合、鋼は鉄よりも強度が高いため、ボイラーの構造では鉄に急速に取って代わっています。また、給水に使用できる水の性質により鋼が望ましくないまれな場合を除き、鉄はボイラーの製造に使用すべきではありません。慎重なテストにより、多くの重要な特性において鉄は鋼より大幅に劣っていることがわかっています。

良質なボイラー鋼は、厚さ1.5インチまでであれば、折り曲げてハンマーで叩いても破損の兆候が見られず、それ以上の厚さであれば、板厚の1.5倍の直径を持つ芯棒で180度の角度まで曲げても損傷の兆候が見られないことが求められる。このような曲げ部材の長さは、板厚の16倍以上でなければならない。

この試験片では、金属は次の物理的特性を示すはずです。

引張強度、1平方インチあたり55,000～65,000ポンド。

伸び率、厚さ3/8インチ以下のプレートの場合は20パーセント。

伸び率、厚さ3/8インチから3/4インチのプレートの場合、22パーセント。

伸び率、厚さが 3/4 インチを超えるプレートの場合は 25 パーセント。

試験片の断面積は1平方インチの2分の1以上でなければならない。すなわち、試験片の厚さが1/4インチの場合、その幅は2インチ、厚さが1/2インチの場合、その幅は1インチであるべきである。ただし、より厚い材料の場合、幅はいかなる場合でも板の厚さよりも小さくなってはならない。

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ニッケル鋼ボイラープレート。
通常の軟鋼にニッケルを約 3 パーセント (3.16 ～ 3.32) 添加すると、最も好ましい結果が得られることが判明しています。このように、ライリーは、特定の種類のニッケル鋼を使用すると、重量や寸法を増やすことなく、ボイラー圧力をほぼ 2 倍にする手段が技術者に提供されることを示しました。

ベッセマー鋼を3/4インチの板に圧延し、そこから複数の試験片を切り出して行った最近の実験では、弾性限界はそれぞれ59,000ポンドと60,000ポンドでした。極限引張強度はそれぞれ100,000ポンドと102,000ポンドでした。伸びは各試験片で15 1⁄2 % 、破断面積減少率はそれぞれ29 1⁄2%と26 1⁄2%でした。これらの数値は、ニッケル合金によって弾性限界と極限引張強度が最高グレードのボイラー板用鋼の限界値のほぼ2倍にまで上昇し、伸びはほとんど目立たない程度にまで減少したことを示しています。

この実験の目的は、フランスのル・クルーゾで製造されたニッケル鋼装甲板に使用されている合金を可能な限り再現することであり、その結果はワシントンの海軍長官に報告された。新しい装甲板のニッケル含有率は3.16%であったのに対し、輸入された装甲板のニッケル含有率は3.32%であった。

リベットで留める。
材料が最高品質のものであれば、あとはボイラーをリベットで固定するだけです。リベット留めにはシングルリベットとダブルリベットの2種類があります。図37はシングルリベット留めの方法を示し、図38と 図39はダブルリベット留めの板金の平面図と断面図を示しています。

図37.

ダブルリベットとは、ボイラーの接合部を1列ではなく2列のリベットで固定することです。ほとんどの場合、水平方向の継ぎ目と、ボイラーの接合部であるドーム部はダブルリベットで固定されます。通常、すべての胴回りは92ボイラー本体の周囲を走る継ぎ目は、シングルリベットで留められています。リベットのサイズはボイラーの直径に比例し、仕様書で規定されている5 ⁄ 8、3 ⁄ 4、7 ⁄ 8となります。

リベット穴は、材質に応じて、打ち抜きまたはドリルで開けられます。軟鉄や軟鋼の場合は打ち抜きでも問題ありませんが、脆い金属の場合はドリルで開ける必要があります。

図38.

リベットは手作業、蒸気リベット打ち機、あるいは改良された空気圧式リベット打ち機によって打ち込まれます。空気圧式リベット打ち機は、板材を押さえつけ、高温の状態で軽く打撃を連続して加えることでリベットの頭部を形成します。リベットは鉄と鋼の両方で作られており、非常に優れた品質を誇る有名ブランドもあり、ボイラー設備でほぼ独占的に使用されています。

ボイラー製造において技術が発揮されるのは、テンプレートを使用してリベット穴を配置することです。これにより、シートが正確にかみ合い、穴がほぼ反対側に配置されるため、恐ろしいドリフトピンを使用する必要がなくなります。

これらの図では、文字 P と p は「リベットのピッチ」、つまり中心から中心までの部分を指し、側面に示された寸法は、インチと 10 分の 1 インチで示されたラップの量を示します。リベットの直径 (1 インチ) も示され、リベットのシャンクの折り返された部分は点線で示されています。

図39.

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リベット留めされたボイラー工事は、リベット間の板の強度がリベット自体の強度と完全に等しくない限り、適正なバランスとは言えません。ドリルで穴を開けた直径と等しい余裕（または穴の外側から板の端までの正味距離）があれば十分であることが分かっています。

リベットは、引張強度が 50,000 ～ 60,000 ポンドで、8 インチで 90 パーセント以上の伸びを示し、プレートに指定されたものと同じ化学組成を持つ、良質の炭化鉄または非常に柔らかい軟鋼で作られている必要があります。

厚い板材を接合する長いリベットは、頭の直下以外ではほとんど締まりません。穴が適切に埋められる前に、頭をセットし、中心部を冷却します。非常に長いリベットの場合、収縮によってリベットの頭が破損する可能性があります。非常に重いプレートガーダーで作られたフォース橋では、まず慎重にリベットを取り付け、穴にしっかりと打ち込み、穴の周りのバリを取り除き、リベットの端部を十分な温度まで加熱して閉じられるようにしました。

簡単な数学的推論により、同じ圧力と同じ金属の厚さの場合、円形の縫い目にかかる負担は縦方向の縫い目の半分だけであることがわかります。そのため、前者をシングルリベットで、後者をダブルリベットで留める、つまり縦方向の縫い目が慣例となっています。

リベット留めのさまざまなモード。

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図41にジグザグリベット打ちの例を示します。

図41.

コーキング。これは、ボイラーや鋼板の継ぎ目の縁を閉じる作業です。コーキングのために継ぎ目を準備するには、まず内側と外側の縁を平らに削ります。鋼板をリベットで留めた後、縁の厚さが約1⁄4インチの鈍いノミで、3ポンドまたは4ポンドのハンマーで叩いてコーキングまたは閉じます。作業は1人で行うこともあれば、1人がノミを持ち、もう1人が叩くこともあります。

ボイラープレートのフラーリングは丸い先端の工具で行いますが、 コーキングはより鋭利な工具で行います。

ボイラーに使用できる最も薄い板は 1/4 インチです。これは、それより薄い板の継ぎ目をコーキングすることがほぼ不可能であるためです。

実際のボイラー製造業者なら誰でも知っている規則として、金属が薄いほど（適切な強度に適合する）、さまざまなストレス下でもボイラーの寿命が長くなり、コーキングの耐久性も向上します。

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スチールリベット。
これまで、鋼製リベットに対する偏見がいくつかありましたが、鉄板を使用する場合にはある程度の根拠があるかもしれませんが、鋼板に関しては全く根拠がありません。米国政府はこれを明確に示しました。新海軍の艦艇はすべて、鋼製リベットでリベット留めされた鋼製ボイラーを搭載しており、規定された材料の特性と厳しい試験を検証した結果、これらの鋼製リベット留めの鋼製ボイラーは、おそらくこれまでに建造された中で最高のボイラーであることが明らかになりました。

ボイラーリベットに関する米国政府の要件。

最も厳しいハンマーテストを受けます。冷間圧延では直径の半分の厚さまで、熱間圧延では直径の3分の1の厚さまで、といったテストです。いずれの場合も、ひび割れや欠陥があってはなりません。

材料の種類。ボイラーリベット用の鋼は、平炉法またはクラップグリフィス法で製造されなければならず、リン含有量が 0.035 パーセント以下、または硫黄含有量が 0.04 パーセント以下でなければならず、その他の点では最高の品質でなければなりません。

同一加熱または同一吹付によるリベット1トンを1ロットとする。ロットを構成する棒材から、引張試験用の試験片を4個切り出す。

引張試験。ボイラー胴体の縦継ぎ目に使用するリベットは、58,000～67,000ポンドの引張強度と26パーセント以上の伸びを有するものとする。その他すべてのリベットは、8インチ当たり50,000～58,000ポンドの引張強度と30パーセント以上の伸びを有するものとする。

ハンマーテスト。各ロットから12個のリベットを無作為に抽出し、以下のテストを実施します。

4 つのリベットをハンマーで叩いて、ひび割れや傷がないように直径の半分の厚さになるまで平らにします。

4 つのリベットをハンマーで熱して、ひび割れや傷がないように直径の 3 分の 1 の厚さまで平らにします。この熱は、打ち込み時の作業熱となります。

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4 つのリベットを、ひび割れや傷を付けずに、平行な側面を持つフックの形に冷間曲げます。

表面検査。リベットは形状が正確で、スケール、フィン、継ぎ目、その他の見苦しいまたは有害な欠陥がないことが必要です。

政府はこれらのリベットを何百トンも使用しており、テストの記録により、良質なリベットに必要なすべての条件において、製造されたどの鉄製リベットよりもはるかに優れていることが示されていることを考慮すると、すべての鋼製ボイラーに使用される標準鋼製リベットを採用することは、ボイラー製造者、ボイラーの購入者、そしてリベット製造者のすべてに利益をもたらすと思われます。

蒸気ボイラーのブレース。
ボイラーの材質は適切であり、プレートは完全かつ巧みにリベット留めされているが、完全には考慮されていない巨大な内部圧力に対してボイラーを強化するという重要な問題が残っている。

図42.

この点の重要性を説明すると、長さ 18 フィート、直径 5 フィート、40 本の 4 インチ管を備えたボイラーが 80 ポンドの蒸気圧を受ける場合、各管に約 113 トンの圧力がかかり、シェルに 1,625 トン、管に 4,333 トン、露出面全体で合計 6,184 トンの圧力がかかることがわかります。

この莫大な力に耐える必要があるだけでなく、ボイラーは経年劣化で弱くなるため、検査官は安全係数6 を採用しています。つまり、ボイラーは毎日の作業で必要な強度の 6 倍の強度で作らなければなりません。

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図43.

ボイラーのブレース。圧力を受ける平面部を適切にブレースで補強することは極めて重要です。なぜなら、ほとんどの場合薄板で作られるこのような平面部の膨れに対する抵抗力は非常に小さく、実質的に全荷重をブレースで支えなければならないからです。したがって、ブレースの適切な設計、寸法、配置、構造には、ボイラーの他の部分と同様に十分な注意を払う必要があることは明らかです。

すべての平面部は、1平方インチあたり58,000ポンド以上の引張強度を持つ最高品質の精錬鉄または軟鋼製のブレースで強固に支えられなければなりません。これらのブレースには、ボイラー全体に適切に配置したクローフィートまたは重いアングルアイアンが取り付けられていなければなりません。

図44.

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図42は、小型水平管状ボイラーの支柱固定に一般的に用いられる方法を示しています。この切断面は36インチの頭頂部を表しており、各頭頂部には5本の支柱（短い支柱2本と長い支柱3本）が取り付けられています。支柱は両端を2本のリベットで胴体と頭頂部に取り付けます。リベットのシャンク部の合計面積が支柱本体の面積と少なくとも等しくなるように、また、支柱本体と同等の強度を確保するために、リベットのシャンク部を外側に十分に大きくするのに十分な長さが必要です。

直径が5～8フィート（約1.5～2.4メートル）の大きなボイラーでは、ステーの端部はアングル鋼またはT型鋼で作られています。この配置により、ステー間の間隔を広げることができ、アングル鋼がステー間のプレートを効果的に保持するため、ボイラー本体内のスペースが広くなります。ステーのサイズは、受けなければならない荷重が大きいほど大きくする必要があります。図43を参照してください。

66インチボイラーでは、各ボイラーの頭部に10本以上のブレースを設け、長さはいずれも3フィート（約90cm）以上とし、直径1インチの最良丸鉄製とする。ブレースの端部は2 1⁄2 × 1 ⁄ 2インチの鉄製とし、ブレースが適切なピンまたは ボルトで取り付けられている管の上部に、T型鋼3本をリベットで固定する。 図44参照。

平面の支持— 低圧船舶ボイラーや機関車ボイラーの火室のように、ボイラーが主に平板で構成されている場合、その形状は強度に全く寄与しないため、対向する炉を互いに支持することで強度を確保する必要がある。図45は機関車火室における支持部材の配置を示す。支持部材は通常、中心から中心まで約4インチの傾斜が付けられ、図に示すように、頭部をリベットで留め、反対側の板にねじ止めして固定する。各支持部材は正方形aa上の蒸気圧力に耐える必要があり、支持部材の断面積は、適切な安全率で応力に耐えるのに十分な引張強度を持つように選定する必要がある。

図45.

99

ステー間の間隔が広すぎる場合、またはプレートが薄すぎる場合、ステーの取り付け点の間でプレートが外側に膨らみ、プレートに開けられたネジ穴からステーが抜けて構造が変形する危険があります。

ステー面を備えたボイラーを設計する場合、 ステーシステムで接続された反対側のプレートが可能な限り等面積になるように注意する必要があります。そうでないと、ステーの荷重が不均等に分散され、一部のプレートが適切な分担以上の荷重を受け、さらに、最も支持されていないプレートが座屈の危険にさらされることになります。

ボルトにかかる圧力またはひずみを測定するための規則。
蒸気ボイラーの平らな表面にかかるステーによる絶対応力またはひずみは、次の簡単な規則で簡単に判定できます。

図 46の ABC として 3 つのステーを選択し、A から B までをインチで測定し、A から C までを測定します。これらの 2 つの数値を掛け合わせると、強度を支えるボルト 1 本に依存する表面積の平方インチ数が得られます。

例。

ステーの中心から中心までの長さが5インチで、蒸気の圧力が80ポンドだとすると、

5 × 5 = 25 × 80 = 1 回の滞在で 2,000 ポンドが負担されます。

注記。
表面の圧力にはステーボルトの領域が占める空間は含まれないため、絶対的に正確であるためにはそれを差し引く必要があります。

図46.

100

ガセットステイ。
円筒形ボイラーの平らな端部は、特に船舶用ボイラーにおいては、ガセットステーと呼ばれる三角形の鉄板の円形部分に固定されています。ガセットステーは、2本のアングル材を用いてボイラーの前面または背面、上部または下部付近に固定された鉄板で、さらに外板まで伸ばされ、さらに別のアングル材で固定されています。この配置は図47に示されています。

図47.

パームステー。図48に示されており、ガセットステーと同じ位置、つまりボイラーの後端または前端からシェルプレートまでに使用されることが多いです。また、燃焼室の湾曲した上部を支えるために使用されることもあります。

図48.

両端の反対側もボイラーの全長にわたって長い棒状のステーで固定されているが、後者の種類のステーに頼りすぎるのは危険である。なぜなら、交互に膨張と収縮が起こるため、101ボイラーが加熱および冷却されるたびに発生するため、ジョイント部分が緩む傾向があります。また、ジョイント部分がボイラーの外側シェルよりも高温になると、ジョイント部分が垂れ下がり、完全に役に立たなくなります。

リベット留めまたはネジ留め。

図49.

手のひらとガセットのステーに加えて、図49に示すように、リベット留めまたはネジ留めのステーも使用されています。

これは炉ではヘッドが燃えてしまうため使えないので、そこでは打ち込みステーが使われます。

図50.

図50に示すこれらのねじ込みステーは、（船舶用ボイラーや類似のボイラーにおいて）燃焼室背面とボイラー背面の間、また燃焼室の側面の間で使用されます。

全体的な計画としては、ボイラーの内側と外側に大きなナットとワッシャーを付け、外側のワッシャーを内側のワッシャーよりかなり大きくして、後端と前端をより効率的に固定することです。

船舶用ボイラーでは、ボイラーの部品に簡単にアクセスできるように、ステーを 15 ～ 18 インチの間隔で配置し、最高品質の2 1 ⁄ 4～ 2 1 ⁄ 2インチの鉄で作るのが特徴です。

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蒸気ボイラーのブレースに関する検査官の規則。技術者も遵守する必要があります。
平らな面がある場合、検査官は、支柱とボイラーの他のすべての部品の間隔と距離が、すべてがシェルよりも強度が劣らないように配置されていることを確認する必要があり、また、水圧テストを実施した後、ボイラーのすべての部品を徹底的に検査する必要があります。

船舶ボイラーの構造に使用されるブレースまたはステーは、断面1平方インチあたり6,000ポンドを超える張力に耐えることはできません。また、蒸気発生に塩水を使用する船舶ボイラーの構造において、ソケットで保護されていないスクリューステーボルトを使用することは認められません。ただし、ソケットのないスクリューステーボルトは、当該ボイラーの蒸気発生に淡水を使用する場合、当該ボイラーの火室および炉のステーに使用することはできますが、その他の用途に使用することはできません。表面凝縮器から使用される水は淡水とみなされます。また、船舶用ボイラーで使用するブレースまたはステーボルトは、中心から中心まで 8.5 インチ以上離して配置することは許可されません。ただし、火室、炉、および背面接続部以外の平面は、平面が 8.5 インチを超える距離で支持されないことのないサイズと厚さのワッシャーまたはT 型鉄で補強できます。また、平面はボイラーの外殻よりも強度が低くてはならず、1 平方インチあたり同じ歪みと圧力に耐えることができ、このような補強された平面を支持するブレースは 16 インチ以上離して配置することは許可されません。

103

ねじステーボルトに許容される応力は、ねじ山底部の直径によって決定されます。多くの州法および市条例では、溶接のない良好なブレースに対し、断面1平方インチあたり7,500ポンドの応力を許容しています。以下の表は、丸型鉄製ブレースまたはステーの安全荷重を示しています。

ブレースの直径。
許容される断面1平方インチあたりの引張
強度

1 ⁄ 2インチ 5 ⁄ 8インチ 3 ⁄ 4インチ 7 ⁄ 8インチ 1インチ 1 1⁄8インチ​​ 1 1⁄4インチ​​ 1 1⁄2インチ​​ 1 3⁄4インチ​​ 2インチ
5000 981 1533 2208 3006 3927 4970 6136 8835 12026 15708
6000 1178 1840 2650 3607 4712 5964 7363 10602 14431 18849
7000 1374 2567 3092 4209 5497 6958 8590 12369 16837 21991
7500 1472 2750 3313 4509 5890 7455 9204 13253 18039 23562
ボイラーブレースの工場名称。 —1. ガセットブレース（図47）。2. クロウフットブレース。3. ジョーブレース（図44）。4. ヘッド・トゥ・ヘッドブレース（図50）。これらの工場名称は、管状ボイラーに使用されるブレースを指します。

蒸気ボイラーのステーとブレースは、膨張して弾性のある蒸気から外向きに加わる圧力に耐えるという同じ役割を果たします。

ソケットボルトは、センタースペースを形成する内板と外板の間のネジステーの代わりによく使用されます。ソケットボルトはリベットと同様に高温で打ち込まれます。

Tバーを用いたブレース法が最も効果的と考えられています。ブレースを取り付ける前から、Tバーによって平面部が強固に保たれ、たわみにくくなります。ブレースはTバー上で約8インチ間隔、 フランジの端から7インチ間隔で配置します。Tバーは4インチ×4 1⁄2インチのT型鋼を使用し、11 ⁄ 16インチのリベットを4 1⁄2インチ間隔でヘッドまたは平面部にリベット留めします。

中空ステーボルトは、蒸気や水の排出を許可することで破損が発生したことを示すために機関車の火室で使用されます。

厚さ1 ⁄ 2インチのボイラー ヘッドのフランジは、フランジの端から 6 インチまで十分に支えることができます。

フランジのヘッド曲げ半径は2インチあれば十分です。下部ブレースは、最上列のチューブから6インチ上方から取り付けます。ブレースは、ボイラーシェルと平行になるように、つまりまっすぐに引張られるように取り付けます。ブレースを取り付ける前に、ボイラーのヘッドは完全にまっすぐになっている必要があります。ガセットブレースプレートは、長さ30インチ以上、幅14インチ以上である必要があります。ブレースは、1平方インチあたり58,000ポンド以上の引張強度を持つ、最も効果的な1インチO型鋼で製作するのが最適です。

104

図51.

図 51に示すリベット留めステーは、長いリベットを、プレート間に配置された錬鉄製のパイプのシンブルまたはディスタンスピースに通して留め、通常の方法でリベット留めしたものです。

ボルトの破損を示す巧妙な装置が使われています。ボルトの頭部に小さな穴をあけ、プレートから少しだけ突き出させます。経験上、破損はほぼ常に外側のプレート、つまりボルトの穴あけ端のすぐ近くで発生します。ボルトが破損すると、小さな穴から蒸気が噴き出し、深刻な混乱を引き起こすことなく危険を知らせます。

ステーボルトに最高品質の鉄が使用されている場合でも、その破断強度の 1/10 または 1/12 を超える強度にさらされるべきではありません。

ステーはしっかりと固定し、各ステーを慎重に締め付け、グループ内の各ステーに可能な限り均一な張力がかかるようにする必要があります。すべてのステーが 1 つに引っ張られると、ステー全体が壊れやすくなります。

アングル鋼とT鋼の寸法と形状。

図52.

105

ボイラーの状態は、シート、リベット、継ぎ目などを叩いて、ステーの破損、積層箇所、リベットの破損などがないか確認することで知ることができます。

図A

図B

図Aは、ボイラープレートの試験片を作成する方法を示しています。この試験片は、破断までの伸びと、破断するまでの伸びの許容重量を測定するために特別に準備された機械に使用されます。図Bは、ブレースおよびその他のO型鋼について、同じ試験片を作成する方法を示しています。

蒸気ボイラー内の蒸気空間と水空間の面積を決定し、その内容を計算するための規則と表。
ボイラーヘッドのチューブで支えられていない部分を補強するために必要なブレースの数を確かめるには、まずその部分の面積を知る必要があります。支えられる部分は 円弧です。

セグメントの長さはチューブの最上列より上で測定され、その高さまたは幅はチューブの上部からボイラー シェルの上部までの距離に等しくなります。

しかし、このセグメントの一部はボイラーシェルとチューブの最上列によって支えられているため、セグメントの長さはチューブから2インチ上方に測り、高さまたは幅はチューブから2インチ上に引いた線からボイラーシェルの上部から3インチ以内の点まで測ることが一般的に合意されています。106図では点線で示されています。したがって、図Dを参照すると、線分の長さはl、高さはhに等しくなります。

規則。線分の面積は、おおよそ、幅（または高さ）の3乗を弦の長さの2倍で割り、その商に幅と弦の3分の2の積を加えることで求めることができます。

例：図Dの線分の高さh が18インチ、長さlが48インチとすると、

18³ ÷ (48 × 2) + (48 × 2 ⁄ 3 × 18) = 60.7 + 576.0 = 636.7 平方インチ。

図C、図D。

ボイラーの蒸気室と水室の内容量を計算するには、上記と同じ規則を適用できます。蒸気室の容積は、水面からシェル上面までの距離を高さ、水線で測定したシェルの直径を線分の長さとして、上記の規則で容易に求めることができます。

このようにして求められたセグメントの面積（平方インチ単位）を 144 で割り、ボイラーの長さ（フィート単位）を掛けると、 立方フィート単位の蒸気空間に等しくなります。この結果は、支柱が占める空間によってわずかに減少します。

水空間の容積を求めるには、まずボイラーヘッドの総面積を求める必要があり、これは107 水面より上の部分の面積を差し引いた値は、水面より下の部分の面積に等しくなります。この値から、管の断面積の合計も差し引く必要があります。

したがって、蒸気空間の容積を立方フィートで求める規則は次のとおりです。

1.ボイラーヘッドの水面より上の部分の面積を平方インチで求めます。

2.これを 144 で割り、その商にボイラーの長さ（フィート）を掛けます。

水域の容積を立方フィートで調べます。

1.ボイラーヘッドの面積を平方インチで求めます。

2. 1 本のチューブの外径の 2 乗に 0.7854 を掛け、これにチューブの数を掛け、その積に水面より上の部分の面積を加えます。
3. 1 から 2 を引いて、余りを 144 で割ります。

4.商にボイラーの長さ（フィート単位）を掛けます。

チューブ上部の平らな面に必要なブレースの数を見つけます。

1.補強するボイラーヘッド部分の面積を平方インチで求めます。

2.求めた面積に、平方インチあたりの蒸気圧（ポンド）を掛けます。

3. 1 本のブレースの断面積に、1 平方インチあたりに許容される重量（ポンド数）を掛けます。

4.積 2 を積 3 で割ると、ヘッドに必要なブレースの数が得られます。

表1は総面積を平方インチで示しています。表2は補強する面積を示しています。表3は、100ポンドの蒸気圧で1平方インチあたり7,500ポンドの圧力に耐えられる、1インチの丸鉄筋の必要な補強材の数を示しています。

表3は表2よりも実用的である。なぜなら、ブレースの面積ではなく、ボイラーに必要なブレースの数を直接示しているからである。これは表2から計算されたものである。ブレースに使用されている鉄骨は、1081平方インチあたり7,500ポンドの連続引張力であり、これは前述の表の計算に使用した数値です。直径1インチの円形ブレースの断面積は0.7854インチであり、このブレースが安全に耐えられる張力は0.7854に7,500を掛けることで求められます。つまり、直径1インチの円形鉄製ブレースの安全作業張力は5,890ポンドとなります。

60インチボイラーの場合、上部の管が胴体から28インチ下方にあるため、表2によれば、ブレースの必要な面積は930平方インチです。運転圧力が1平方インチあたり100ポンドの場合、ブレースが必要な面積にかかる圧力は合計で93,000ポンドとなり、これがブレースが耐えなければならない圧力となります。1インチ丸鋼のブレース1本で5,890ポンドを安全に耐えられるため、ボイラーには5,890を93,000で割った数、つまり15.8のブレースが必要になります。つまり、16本のブレースが必要になります。この表は、1平方インチあたり100ポンドの圧力を基準に作成されています。これは非常に便利な数値だからです。

表番号1. チューブまたは煙道の上部の合計面積。
（平方インチ）

チューブから
シェルまでの高さ。 ボイラーの直径（インチ）。
36 42 48 54 60 66 72
15 389
16 419
17 458 526
18 566 620 667
19 608 667 720
20 650 714 770 824
21 756 824 882
22 808 878 937
23 930 996 1059
24 982 1056 1121
25 1037 1116 1184
26 1090 1209 1252 1324
27 1145 1234 1316 1394
28 1291 1381 1465
29 1352 1445 1536
30 1414 1511 1608
31 1576 1674
32 1641 1746
33 1818
34 1896
109

表2. ブレースを施す領域（平方インチ）

チューブから
シェルまでの高さ。 ボイラーの直径（インチ）。
36 42 48 54 60 66 72
15 206
16 235
17 264 297
18 331 365 396
19 316 404 439
20 401 444 483 519
21 485 528 568
22 526 574 618
23 620 668 714
24 667 720 769
25 714 772 825
26 761 824 882 937
27 809 877 940 998
28 930 998 1061
29 983 1056 1124
30 1037 1115 1187
31 1174 1252
32 1234 1317
33 1382
34 1447
表3. 100ポンドの圧力で必要なブレースの数。

チューブから
シェルまでの高さ。 ボイラーの直径（インチ）。
36 42 48 54 60 66 72
15 3.5
16 4.0
17 4.5 5.0
18 5.6 6.2 6.7
19 6.2 6.9 7.5
20 6.8 7.5 8.2 8.9
21 8.2 9.0 9.6
22 8.9 9.8 10.5
23 10.5 11.3 12.1
24 11.3 12.2 13.1
25 12.1 13.1 14.0
26 12.9 14.0 15.0 15.9
27 13.7 14.9 16.0 16.9
28 15.8 16.9 18.0
29 16.7 17.9 19.1
30 17.6 18.9 20.2
31 19.9 21.3
32 21.0 22.4
33 23.5
34 24.9
110

表2では、通常使用されるあらゆるサイズのボイラーについてこの計算が行われています。各ケースにおいて、補強が必要な面積は上記のように計算されており、管上部の2インチの帯状部分と、シェル周囲の3インチの帯状部分が考慮されています。使用例として、ボイラーの直径を測定したところ、その直径が54インチ、上部管からシェル上部までの距離が25インチであるとします。表の54インチと25インチの対角線を見ると、714という数字がわかります。これは、各ヘッドに必要な平方インチ数です。

ボイラー管。
テーブル。

重ね溶接ボイラー管の寸法。

外
径サイズ。 ワイヤゲージ。 1 フィートあたりの重量
。
1 インチ。 15 0.708
1 1⁄4​​ 「 15 0.9
1 1⁄2​​ 「 14 1.250
1 3⁄4​​ 「 13 1.665
2 「 13 1.981
2 1⁄4​​ 「 13 2.238
2 1⁄2​​ 「 12 2.755
2 3⁄4​​ 「 12 3.045
3 「 12 3.333
3 1⁄4​​ 「 11 3.958
3 1⁄2​​ 「 11 4.272
3 3⁄4​​ 「 11 4.590
4 「 10 5.320
4 1⁄2​​ 「 10 6.010
5 「 9 7.226
6 「 8 9.346
7 「 8 12.435
8 「 8 15.109
9 「 7 1⁄2​​
10 「 6 1⁄2​​
上記はメーカー正規のサイズ・重量一覧表です。

注記。
ボイラー管は外径から記載・説明されます。ガス管は内径から説明されるため、この点に留意する必要があります。例えば、1インチのガス管の外径はほぼ1 1/4ですが、1インチのボイラー管はちょうど1インチです。両者のもう一つの違いは、ボイラー管の外径が滑らかで均一に圧延されているのに対し、ガス管は比較的粗く不均一なままであることです。

111

ボイラーチューブが新しく、適切に拡張されている場合、それによって支えられているチューブシートの部分には大きな保持力の余裕があり、これは次に示すように、米国海軍の主任技師WHストックによる実験によって証明されています。

ボイラーチューブの保持力表。

破損が発生した
チューブの端の外径。

管本体
の断面積。

チューブプレートの厚さ。 ひずみ（ポンド単位
）。平均
結果。 固定方法。
インチ。 平方インチ インチ。 ポンド。
2 5 ⁄ 8 .981 7 ⁄ 16 22650
ダッジョンツールで拡張し、端をリベットで留めます。

2 5 ⁄ 8 .981 7 ⁄ 16 22150
ダッジョンツールで拡張され、端は部分的にリベット留めされています。

2 3 ⁄ 8 .981 3 ⁄ 8 25525
ダッジョンツールで拡張し、端をリベットで留めます。

2 3 ⁄ 8 .981 3 ⁄ 8 29675
Dudgeon ツールで拡張され、フェルールが付けられており、リベット留めされていません。

2 3 ⁄ 8 .981 3 ⁄ 8 13050
Dudgeon ツールで簡単に拡張できます。

コネチカット州ハートフォードのコルト兵器廠の顧問技師、CB リチャーズ氏は、蒸気ボイラーの管の保持力に関する実験を行い、次のような結果を得ました。管は外径 3 インチ、厚さ 0.109 インチで、ダッジョン エキスパンダーで単純に3 ⁄ 8インチの厚さの板に拡張しました。管が降伏しない状態での板の最大応力は 4,500 ポンドであり、5,000 ポンドでは板から引き抜かれました。この実験は、板から 3/16 インチ突き出ている管の端部をフレア加工して、板の外径が 3.1 インチに拡張された状態で繰り返されました。降伏しない状態での最大応力は 18,500 ポンドであり、19,000 ポンドで降伏が観察され、19,500 ポンドで板から引き抜かれました。力はチューブの軸に平行に適用され、シート表面はチューブの軸に対して直角に保持されました。

112

注記。
管板および管板付近の管端にスケールが付着したり、管が過熱したりすると、管の保持力が大幅に低下するため、管端の再拡張や蓄積したスケールの除去には注意が必要です。

注 2. — ボイラー管セットの拡張端またはリベット留め端にかかる応力や歪みを考慮する場合、対処すべき歪みは、圧力にさらされた管端間の管板にかかる歪みのみであり、管が占める空間には歪みがかからないことを覚えておく必要があります。

ボイラープレートの厚さを判定するために検査官が使用するゲージは、財務省が提供する標準的なアメリカ製ゲージになります。

Riehle、Fairbanks、Olson、またはその他の信頼性の高い試験機でテストする予定のすべてのサンプルは、次の図に従って、つまり、長さ 8 インチ、幅 2 インチで、示されているように中央を切り取る形で準備する必要があります。

図E

船舶ボイラーの摩耗により薄くなった部分。
これらは通常、1 番目に、炉内の火格子の線上またはその少し上、2 番目に、灰受け、3 番目に、燃焼室の背面、4 番目に、水面のシェル、5 番目に、ボイラーの前面と底部に配置されます。

薄板化は、通常、丸い先端のハンマーで音をたたく検査、または検査のためにアクセスできない疑わしい部分に小さな穴を開ける検査によって検出できます。

113

施工例と図面
d t d t
9 ⁄ 16インチ 1 ⁄ 4インチ 15 ⁄ 16インチ 5 ⁄ 8インチ
11 ⁄ 16インチ 5 ⁄ 16インチ 1 1⁄16インチ​​ 3 ⁄ 4インチ
3 ⁄ 4インチ 3 ⁄ 8インチ 1 1⁄8インチ​​ 7 ⁄ 8
7 ⁄ 8インチ 1 ⁄ 2インチ 1 3⁄16インチ​​ 1インチ
d = リベットの直径
t = プレートの厚さ。
上記の小さな表は、このページと以降の4ページで役立ちます。図面で「d」が使用されている箇所はすべて、 リベットの直径を示しています。「t」はプレートの厚さ、「p」はピッチを表しています。また、この表にはリベットとプレートの比率も示されています。例えば、1 ⁄ 4インチのプレートには9 ⁄ 16インチのリベットが必要です。

公認審査官が出願人の図面に関する知識を試験する傾向が強まっていることを考慮して、興味のある方は、 113 ～ 116ページに記載されているリベット、プレート、および 2 つの接合方法をすべて実物大で再描画することをお勧めします。

図53.

図54.

53から60までの数字は、あまり説明しなくても理解できるでしょう。

図53と54には 、カップ頭、円錐頭、およびなべ頭のリベットが示されています。

図55と56は、シングルリベットとダブルリベットの詳細（および図面）を示しています。カットにp = (2 1 ⁄ 2 )dと記載されている場合、これは1つのリベットの中心から次のリベットの中心までの距離がリベットの直径の2 1 ⁄ 2であることを意味します （115ページの例を参照）。

114

図55.

図56.

115

例。

使用されるリベットのサイズが7 ⁄ 8の場合、およそ7 ⁄ 8 × 2 1 ⁄ 2 = 2 2 ⁄ 10 インチとなり、プレートとリベットの比例した強度が得られます ( 113 ページを参照)。

図57.

図57、58、59、60は、機関車や船舶の接合部とリベット接合の様子を非常に明確に示しています。図60は、 A、B、Cの3枚のプレートをリベットで接合する方法を示しています。

116

図58.

図59.

図60.

117

安全な内部圧力のルール
円筒形のシェルの安全な内部圧力は、米国監督検査官委員会が採用した次の規則に従って求められ、表に記載されていないボイラー シェルもこの規則によって判定できます。

規則。円筒形のシェル内のいずれかのプレートに刻印されている最低の引張強度の 6 分の 1 に、同じ円筒形のシェル内の最も薄いプレートの厚さ (インチまたはインチの一部で表す) を掛け、半径または直径の半分 (これもインチで表​​す) で割ると、シングルリベットの場合の表面積の 1 平方インチあたりの許容圧力が得られ、ダブルリベットの場合はこれに 20 パーセントが加算されます。

この表と規則に従って適用される静水圧は、1 平方インチあたり 150 ポンドから、許容される作業圧力の 1 平方インチあたり 100 ポンドまでの比率でなければなりません。

例。

直径60インチ、厚さ3⁄8インチの板で作られ、引張強度60,000ポンドのボイラーには、どの程度の圧力に耐えられるでしょうか？

6)60,000
———
10,000
3
———
8)30,000
———
半直径 30)3750(125 ポンド—シングルリベットの場合。
30
——
75
60
——
150 125 + 25 ポンド (20 フィート) = 150 (
ダブルリベットの場合)

118

テーブルは内部圧力を安全に保っています。

ボイラーの直径
。 プレート
の厚さ
プレッシャー。 プレッシャー。 プレッシャー。
シングル
リベット ダブル
リベット シングル
リベット ダブル
リベット シングル
リベット ダブル
リベット
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
36インチ .21 87.5 105. 97.21 116.65 106.94 128.3
.23 95.83 114.99 106.47 127.76 117.12 140.54
.25 104.16 124.99 115.74 138.88 127.31 152.77
.26 108.33 129.99 120.37 144.44 132.4 158.88
.29 120.83 144.99 134.25 161.11 147.68 177.21
.33 137.5 165. 152.77 183.32 168.05 201.66
.35 145.83 174.99 162.03 194.43 178.23 213.87
.375 156.25 187.5 173.61 208.33 190.97 229.16
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 116.66 139.99 126.38 151.65 136.11 163.33
.23 127.77 153.32 138.41 166.09 149.07 178.88
.25 138.88 166.65 150.46 180.55 162.03 194.43
.26 144.44 173.32 156.48 187.77 168.51 202.21
.29 161.11 193.33 174.53 209.43 187.90 225.48
.33 183.33 219.99 198.61 238.33 213.88 256.65
.35 194.44 233.32 210.64 252.76 226.84 272.20
.375 208.33 249.99 225.69 271.82 243.05 291.66
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
40インチ。 .21 78.75 94.50 87.49 104.98 96.24 115.48
.23 86.25 103.5 95.83 114.99 105.41 126.49
.25 93.75 112.5 104.16 124.99 114.58 137.49
.26 97.5 117. 108.33 129.99 119.16 142.99
.29 108.75 130.5 120.83 144.99 132.91 159.49
.3125 117.18 140.61 130.2 156.24 143.22 171.86
.33 123.75 148.5 137.49 164.98 151.24 181.48
.35 131.25 157.5 145.83 174.99 160.41 192.49
.375 140.62 168.74 156.24 187.48 171.87 206.24
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 105. 126. 113.74 136.48 122.49 146.98
.23 115. 138. 124.58 149.49 134.16 160.99
.25 125. 150. 135.41 162.49 145.83 174.99
.26 130. 156. 140.83 68.99 151.66 181.99
.29 145. 174. 157.08 188.49 169.16 202.99
.3125 156.25 187.45 169.27 203.12 182.29 218.74
.33 165. 198. 178.74 214.48 192.49 230.98
.35 175. 210. 189.58 227.49 204.16 244.99
.375 187.5 225. 203.12 243.74 218.74 262.48
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
42インチ。 .21 75. 90.00 83.32 99.99 91.66 109.99
.23 82.14 98.56 91.23 109.51 100.39 120.46
.25 89.28 107.13 99.2 119.04 109.12 130.94
.26 92.85 111.42 103.17 123.8 113.49 136.18
.29 103.57 124.28 115.07 138.08 126.57 151.85
.3125 111.6 133.92 124. 148.8 136.4 163.68
.33 117.85 141.42 130.94 157.12 144.04 172.84
.35 125. 150. 138.88 166.65 152.77 183.32
.375 133.92 160.7 148.8 178.56 163.68 196.40
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 100。 120. 108.33 129.99 116.66 139.99
.23 109.52 131.42 118.65 142.38 127.77 153.32
.25 119.04 142.84 128.96 154.75 138.88 166.65
.26 123.8 148.56 134.12 160.94 144.44 173.32
.29 138.09 165.7 149.6 179.52 161.11 193.33
.3125 148.74 178.56 161.2 193.44 173.61 208.23
.33 157.14 188.56 170.23 204.27 183.33 219.99
.35 166.66 199.99 180.55 216.66 194.44 233.32
.375 178.57 214.28 193.45 232.14 208.33 249.99
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3

引張強度55,000。1-6、9,166.6
。119
48インチ。 .21 65.62 78.74 72.91 87.49 80.2 96.24
.23 71.87 86.24 79.85 95.82 87.84 105.4
.25 78.12 93.74 86.8 104.16 95.48 114.57
.26 81.25 97.50 90.27 108.32 99.3 119.16
.29 90.62 108.74 100.69 120.82 110.76 132.91
.3125 97.65 117.18 108.5 130.2 119.35 143.22
.33 103.12 123.74 114.58 137.49 126.04 151.24
.35 109.37 131.24 121.52 145.82 133.67 160.4
.375 117.18 140.61 130.2 156.24 143.22 171.86
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 87.49 104.98 94.79 113.74 102.08 122.49
.23 95.83 114.99 103.81 124.57 111.8 133.16
.25 104.16 124.99 112.84 135.4 121.52 145.82
.26 108.33 129.99 117.36 140.83 126.38 151.65
.29 120.83 144.99 130.9 157.08 140.97 169.16
.3125 130.21 156.25 141.05 169.26 151.9 182.28
.33 137.5 165. 148.95 178.74 160.41 192.49
.35 145.83 174.99 157.98 189.57 170.13 204.14
.375 156.25 187.50 169.27 203.12 182.29 218.74
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
54インチ。 .21 58.33 69.99 64.81 77.77 71.29 85.54
.23 63.88 76.65 70.98 85.17 78.08 93.69
.25 69.44 83.32 77.16 92.52 84.87 101.84
.26 72.22 86.66 80.24 96.28 88.27 105.92
.29 80.55 96.66 89.5 107.40 98.45 118.14
.3125 86.8 104.16 96.44 115.72 106.09 127.30
.33 91.66 109.99 101.84 122.22 112.03 134.43
.35 97.22 116.66 108.02 129.62 118.82 142.58
.375 104.16 124.99 115.74 138.88 127.31 152.77
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 77.77 93.32 84.25 101.1 90.74 108.88
.23 85.18 102.21 92.28 110.73 99.38 119.25
.25 92.59 111.10 100.3 120.36 108.02 129.62
.26 96.29 115.54 104.31 125.17 112.44 134.8
.29 107.41 128.88 116.35 139.62 125.3 150.36
.3125 115.55 138.66 125.38 150.45 135.03 162.03
.33 122.22 146.66 132.4 158.88 142.59 171.10
.35 129.69 155.54 140.43 168.51 151.23 181.47
.375 138.88 166.65 150.46 180.55 162.03 194.43
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
60インチ。 .21 52.5 63. 58.33 69.99 64.16 76.99
.23 57.5 69. 63.88 76.65 70.27 84.32
.25 62.5 75. 69.44 83.32 76.38 91.65
.26 65. 78. 72.22 86.66 79.44 95.32
.29 72.5 87. 80.55 96.66 88.61 106.33
.3125 78.12 93.74 86.8 104.16 95.48 114.57
.33 82.5 99. 91.66 109.99 100.83 120.99
.35 87.5 105. 97.22 116.66 106.94 128.32
.375 93.75 112.5 104.16 124.99 114.58 137.49
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.21 69.99 84. 75.83 90.99 81.66 97.99
.23 76.66 91.99 83.05 99.66 89.44 107.32
.25 83.83 99.99 90.27 108.32 97.22 116.66
.26 86.66 103.99 93.88 112.65 101.11 121.33
.29 96.66 115.99 104.72 125.66 112.77 135.32
.3125 104.18 124.99 112.95 135.54 121.52 145.82
.33 109.99 132. 119.16 142.99 128.33 153.99
.35 116.66 139.99 126.38 151.65 136.11 163.33
.375 125. 150. 135.41 162.49 145.88 174.99
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
120
66インチ。 .1875 42.61 51.13 47.34 56.8 52.07 62.49
.21 42.72 57.26 53. 63.63 58.33 69.99
.23 52.27 62.72 58. 69.69 63.88 76.65
.25 56.81 68.17 63.13 75.75 69.44 83.32
.26 59.09 70.9 65.65 78.78 72.22 86.66
.29 65.90 79.08 73.23 87.87 80.55 96.66
.3125 71. 85.2 78.91 94.69 86.89 104.16
.33 75. 90. 83.33 99.99 91.66 109.99
.35 79.56 95.47 88.38 106.05 97.22 116.66
.375 85.22 102.26 94.69 113.62 104.16 124.99
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.1875 56.81 68.17 61.55 73.86 66.28 79.53
.21 63.63 76.35 68.93 82.71 74.24 89.08
.23 69.69 83.62 75.5 90.6 81.31 97.57
.25 75.75 90.90 82.07 98.48 88.37 106.04
.26 78.78 94.53 85.35 102.42 91.91 110.29
.29 87.87 105.44 95.2 114.24 102.52 123.02
.3125 84.69 113.62 102.58 123.09 110.47 132.56
.33 99.99 120. 108.33 129.99 116.66 139.99
.35 106. 127.27 114.89 137.86 123.73 148.47
.375 113.62 136.34 123.1 147.72 132.57 159.08
45,000 引張強度
。1-6、7,500
50,000 引張強度
。1-6、8,333.3
55,000 引張強度
。1-6、9,166.6
72インチ。 .1875 39.06 46.87 43.4 52.08 47.74 57.28
.21 43.75 52.5 48.6 58.33 53.47 64.16
.23 47.91 57.49 53.24 63.88 58.56 70.27
.25 52.08 62.49 57.87 69.44 63.65 76.38
.26 54.16 64.99 60.18 72.22 66.2 79.44
.29 60.41 72.49 67.12 80.55 73.84 88.60
.3125 65.10 78.12 72.33 86.8 79.57 95.48
.33 68.75 82.5 76.38 91.62 84.02 100.82
.35 72.91 87.49 81.01 97.21 89.11 106.93
.375 78.12 93.74 86.8 104.16 95.48 114.57
60,000 引張強度
。1-6、10,000
65,000 引張強度
。1-6、10,833.3
70,000 引張強度
。1-6、11,666.6
.1875 52.08 62.49 56.42 67.70 60.76 72.91
.21 53.33 69.99 63.19 75.82 68.06 81.66
.23 53.88 76.65 66.21 83.05 74.58 89.43
.25 69.44 83.32 75.22 90.26 81.01 97.21
.26 72.22 86.66 78.24 93.88 84.25 101.10
.29 80.55 96.66 87.26 104.71 93.98 112.77
.3125 86.8 104.16 94.03 112.88 101.27 121.52
.33 91.66 109.99 99.3 119.16 106.94 128.32
.35 97.22 116.66 105.32 126.38 113.42 136.1
.375 104.16 124.99 112.84 135.43 121.52 145.32
121

用語の定義。
付随するセクションでは、ボイラーの製造に使用される鉄と鋼の特性のいくつかを示します。したがって、使用される様々な用語の意味を明確に理解することが望ましいです。必要な定義は、以下のとおりです。

引張強度は、試験片の軸に沿って着実かつゆっくりと加えられた力が粒子の凝集力をちょうど克服し、粒子を別々の部分に引き寄せる量に相当します。

面積の収縮とは、試験片が破損した箇所の面積が、ひずみや引っ張り力が加えられる前の面積よりも減少した量です。

伸びとは、試験片が2点間で、一定かつゆっくりと加えられた一定の力によって引っ張られ、複数の部分に分割される際に伸びる量です。伸びは2つの要素から構成されます。1つは長さ全体にわたる伸び（多かれ少なかれ）によるものであり、もう1つは破断点付近の面積の収縮によるものです。

せん断強度は、リベットの軸線に対して直角またはほぼ直角に着実かつゆっくりと加えられた場合に、リベットが互いに滑る部分に分離し、分離点の表面の平面がリベットの軸に対して直角またはほぼ直角になる力に相当します。

弾性限界とは、一定かつゆっくりと加えられた荷重または力の等量増加によって生じる永久歪みの増加量が、その点に達した後、ほぼ均一ではなくなり、急激に増加する点を指します。これは引張強度に対するパーセンテージで表されます。

強靭性。—ある材料が「強靭」であるとは、まず一方向に曲げ、次に反対方向に曲げても破損しないことを指します。曲げ角度が大きいほど（そして曲げ回数が多いほど）、その材料の強靭性は高くなります。

延性。—引張力によって伸び、その力が除去された後も伸びた状態を維持できる材料は「延性」があると言えます。永久伸びが大きいほど、材料の延性は高くなります。

122

弾力性とは、物質が力によって伸ばされたり圧縮されたりした後、その力が取り除かれると明らかに元の寸法に戻る性質のことです。

疲労とは、力が繰り返し加えられたために、特に力や歪みの量がかなり変化したために、材料が破壊に対する抵抗力をある程度失ったときに適用される用語です。

展性とは、ハンマーで叩いたり、転がしたり、その他の方法で伸ばしても破断せず、伸びた状態を維持できる材料に適用される用語です。破断せずに伸ばせる範囲が広いほど、展性が高いとされます。

溶接可能とは、材料が高温の状態で、加熱した部分をハンマーで叩いたり押し付けたりすることで接合できる場合に用いられる用語です。溶接後の材料の特性が、加熱・溶接前の状態に近いほど、溶接性が高くなります。

冷間短絡とは、ハンマーや圧延による加工が不可能な材料、あるいは冷間時に曲げ加工すると端面に割れが生じる材料のことです。このような材料は高温で加工したり曲げたりすることはできますが、鈍い赤色の鋼板に相当する温度よりも低い温度では加工や曲げはできません。

熱間短絡とは、ハンマーで叩いたり、赤熱（赤熱と同程度の温度）で圧延したりしても、割れやひび割れが生じることなく容易に加工できない材料を指します。このような材料は、より低い温度で加工したり曲げたりすることができます。

均質とは、すべて同じ構造と性質を持つ材料を表します。

ボイラーには均質な材料が最適であり、適切な引張強度、面積収縮率、伸び率を有し、構造の信頼性を保証する弾性限界を有する必要があります。また、強靭性と延性を備え、良好な弾性を有し、疲労が急激に進行したり容易になったりすることなく、負荷に耐えられる材料でなければなりません。材料は展性があり、場合によっては溶接可能であるべきです。明らかに冷間短絡性または熱間短絡性を示す材料は避けるべきです。

123

ボイラー修理。

図66.

このカットは、リベット留めの際にプレート同士を固定するために使用されるクランプの形状を表しています。

図67.

図67は、ボイラーにパッチをねじ込むための特殊な形状のボルトを示しています。このボルトはボイラープレートにねじ込まれ、面取り部がパッチに当接し、四角部はレンチを当てるためのものです。ボルトがしっかりと固定されたら、冷間チゼルでボルトの頭部を切断します。

ひび割れの修復。
火室ボイラーのクラウンシートや側面、または直立型ボイラーの上部ヘッドのひび割れは、ドリルで穴を開けてタップを立て、互いに接触するようにし、3 ⁄ 8または1 ⁄ 2インチの銅製プラグまたはボルトをプレートにねじ込み、その後すべてをハンマーで叩き合わせることで、一時的に修復できます。

恒久的な作業の場合は、欠陥部分を切り取り、パッチをリベットで留めます。パッチは内側に取り付けるのが良いでしょう。そうすることで、汚れが溜まる「ポケット」ができにくくなります。パッチを付ける際は、特に火に晒される際は、欠陥部分を完全に鉄板まで除去する必要があります。

注意:火が2つの面にかなり広範囲に及ぶと、火に隣接するプレートは赤熱して弱くなります。そのため、修理の際には内側のプレートを取り外す必要があります。

鉄製のボイラーに鋼製のパッチを当てるのは賢明ではありません。鋼と鉄は構造的にもその他のあらゆる点で異なり、温度変化の影響で膨張と収縮をするため、組み合わせると必ず問題が発生します。

124

欠陥および必要な修理。

図68.

図68は「スペクタクルピース」と呼ばれるパッチを示しています。これは、管端間の亀裂を補修するために使用されます。このような亀裂は通常（金属の品質が悪くない場合）、ボイラー内のプレートに付着物が付着したり、炉扉や煙扉が開いたりすることで、加熱・膨張した管の周囲のプレートの金属が冷気流によって収縮したりすることで発生します。

この「見世物」は、亀裂に隣接する管を囲むように、つまり亀裂のある管板の一部を複製するように穴が開けられます。そして、これらの板を亀裂を覆う管にピンで固定します。

蒸気発生器は、蒸気製造において多かれ少なかれ厳しい使用にさらされるため、ほぼ無限の数と種類の欠陥が発生します。

ボイラーが新しく、初めて設置されたときは、内部も外部も清潔であるはずですが、1 日使用するだけでも状態は変化し、内部には沈殿物が蓄積し、外部には煤や灰がたまります。

動物や植物とは異なり、それら自身の回復力はなく、どこかの時点で弱体化すると、欠陥は自然に悪化し続けます。

エンジニアの真の能力を発揮できるのは、管端付近の水漏れ、ボイラー水位線下の水漏れ、水位線上からの蒸気漏れなど、よく知られた不具合の兆候として現れる初期欠陥の処置においてです。より深刻なケースでは、熟練した誠実なボイラーメーカーの専門的なサービスを受けることが最善です。

125

検査官が最近提出した報告書には、検査対象となったボイラーの欠陥が以下のように列挙されています。これらの項目は、稼働中の蒸気ボイラーが自然劣化の影響を受ける性質を示しています。「危険」という見出しの下に追加された欄には、担当技術者の警戒心と技能の重要性を強く訴える、独自の教訓が込められています。

欠陥の性質。 整数。 危険な。
堆積物の堆積事例

419 36
付着物とスケールの症例

596 44
内面溝入れ加工の事例

25 16
内部腐食の事例

139 21
外部腐食の事例

347 114
破損したり緩んだりしたブレースとステー

83 50
設定に欠陥があります

129 14
形が崩れた炉

171 14
骨折したプレート

181 84
焼けた皿

93 31
水ぶくれのあるプレート

232 22
リベット不良の事例

306 34
欠陥のあるヘッド

36 20
チューブ端付近の深刻な漏れ

549 57
継ぎ目からの深刻な漏れ

214 53
水位計の故障

128 14
欠陥のあるブローオフ

45 9
水不足の事例

9 4
安全弁が過負荷

22 7
構造上の欠陥のある安全弁

41 16
圧力計の故障

211 29
圧力計のないボイラー

3 0
このリストは、機関士と機関助手が常に警戒しなければならない危険箇所のほぼすべて、あるいはすべてを網羅しており、完全に記憶するまで継続的に研究する価値があります。

注記。
おそらくボイラー作業の 1/4、あるいは 1/3 は修理として行われているため、危険や大きな損失を避けるには、この業界で長い経験を持つ人のアドバイスに従うのが唯一の確実な方法です。また、最良の結果を得るには、1. 自分のボイラーで経験を積んだエンジニア、2. より広い観察力を持つボイラー製造業者、3. 最も関心のある蒸気プラントの所有者の意見が一致する必要があります。

126

腐食は、ほとんどのボイラーが避けられないトラブルです。外部腐食の主な原因は、過度の風雨への曝露、不適切な設置、あるいはレンガの湿り気、施工不良による漏水、あるいは管理者の過失などです。

内部腐食は、通常の腐食、または錆と孔食に分けられます。通常の腐食は、ボイラーの大部分が均一に発生することもありますが、原因不明の孤立した斑点として発生することも少なくありません。孔食は、発生場所がさらに不安定で、線状または斑点状に互いに連なる一連の穴と表現されることもあります。これらの穴は、鉄の表面を時には1/4インチの深さまで侵食します。孔食はより危険な腐食形態であり、スケールの層の下に隠れている場合、危険性は増大します。ボイラーには、溝食と呼ばれる別の腐食形態があります。これは、温度差の影響による鉄の膨張と収縮によって引き起こされる表面のひび割れです。これは通常、ボイラーの影響を受ける部品の剛性が高すぎることに起因し、構造上の欠陥に起因すると考えられます。

図69.

漏水している管を松材のプラグで塞ぐ場合は、直径3⁄16インチ（約1.8cm）以下の小さな穴を、管の端から端まで貫通させて開けてください 。これらのプラグは、1フィート（約3.8cm）まで1⁄8インチ（約1.8cm）以上先細りになってはなりません。常に数個のプラグを用意しておくと便利です。図69は、木製プラグに最適な形状を示しています。

127

所有者が担当技術者にボイラーの状態に関して質問する。
ボイラーの中に入ったのはいつ以来ですか?

支柱が緩んでいませんか?

支柱からピンが外れているものはありますか?

全ての歯列矯正器具の音が同じように聞こえましたか?

それらのいくつかは、バイオリンの弦のような音ではありませんでしたか?

煙突や天井板にスケールが付着しているのに気づきましたか?

もし削除したのであれば、いつ削除する予定ですか?

火室プレートが膨らんでいる兆候に気づきましたか?

ソケットボルトの漏れをご存知ですか?

フランジジョイントに漏れはありますか?

安全弁は自然に吹き飛びますか、それとも時々少し固くなりますか?

安全弁とボイラーの間にグローブバルブはありますか？もしあるなら、すぐに取り外す必要があります。

あなたのボイラーのどこかに欠陥のあるプレートはありませんか?

ボイラーは、必要に応じてすべての部分を検査できるように設置されていますか?

そうでない場合、プレートがどのような状態であるかをどのように確認できますか?

あなたのボイラーの管や煙道の下層の一部は、すすや灰で詰まっていませんか?

あなたは、自分のボイラーが安全かつ経済的に正常に作動していることを、自分自身の知識に基づいて確実に知っていますか、それとも単にそうであると仮定しているだけですか?

船舶免許の候補者に対するボイラーの欠陥に関する質問と回答。
薄い板を見つけたらどうしますか？
パッチを当てます。

128

内側に付けますか、外側に付けますか?
内側に付けます。

なぜそうなるのでしょうか？
プレートを弱めた作用がパッチにも作用し、パッチが摩耗したら交換できますが、プレートは元の状態のまま残るからです。

パッチを外側に取り付けると、作用はプレート上で行われるため、時間が経つにつれてプレートが摩耗し、蒸気の圧力によってプレートとパッチの間に水が入り込み、パッチが腐食します。また、衝撃や余分な圧力がかかると、パッチが吹き飛ばされる可能性があります。

泥よけ扉が内側にあるのも同じ原理です。

薄い箇所が複数見つかった場合、どうしますか？
それぞれパッチを当てて、圧力を下げます。

皿に水ぶくれが見つかったら、
火の側にパッチを当ててください。

底部のプレートが折れ曲がっているのを見つけたら、
バックルの中央にステーを通します。

複数見つかった場合は、
それぞれに留まり、圧力を弱めてください。

炉の頂部を下げますか？
真ん中にステーを通し、上部にドッグを通します。

クラウンの長さが下がっている場合は、一連のステーとドッグを配置します。

プレートが割れていますか？
ひび割れの両端にドリルで穴を開け、ひび割れをコーキングするか、パッチを当ててください。

ボイラー内の水位が下がりすぎると、どのような結果になるでしょうか？
燃焼室の上部と管が焼け、爆発を引き起こす可能性があります。

過度に高くなった場合は
プライミングを引き起こし、シリンダーカバーが破損する可能性があります。

129

蒸気ボイラーの検査。
加圧蒸気を使用する蒸気発生器がなければ、ボイラー検査も技術者の免許も存在しないであろうことを、明確に理解していただきたい。機械工や機械管理者になるために免許は必要なく、蒸気機関を運転するためにも、ボイラーと関連がない限り、免許は必須ではない。高圧蒸気ボイラーの使用によって生じる公共への危険を考慮すると、高圧蒸気ボイラーの管理と注意は、注意深く、経験豊富で、生まれながらに独創的な人物が行う必要がある。したがって、ボイラー室の業務において、技術者免許取得希望者の適格性について最初のテストが行​​われ、多くの火夫が蒸気技術者として昇進する際に、機関製造者や学校卒業生よりも優先されるのもまた、このためである。

さまざまな州や都市の検査法は、実質的に同じ主要な考え方に基づいて作成されており、1 つの法律を提示すれば、他の法律もほぼ同じであると想定できます。

ニューヨーク市警察の蒸気ボイラー検査および技術者局の特別任務は、市内のすべての蒸気ボイラーを一定の期間ごとに検査および試験し、技術者職に応募するすべての人に対して、エンジンとボイラーを安全に運転する能力と資格を審査することです。

州法によれば、ニューヨーク市内の蒸気ボイラーの所有者、代理人、賃借人は、毎年、そのボイラーの位置を警察委員会に報告するものとする。また、それに応じて、衛生会社の指揮官は実務技術者を派遣し、その技術者が蒸気ボイラーおよびそれに関連するすべての装置と器具を検査するものとする。

所有者または代理人から、検査を受けるボイラーが1台以上あるという通知を受け取った場合、指定された日にボイラーが検査を受けることを記載した印刷された用紙が返送されます。130検査が行われ、以下の規則を遵守して検査に十分な準備を行うことが求められます。

上記の時間に試験を実施できるように準備してください。
ボイラーには安全弁まで水を満たし、1 1⁄4
インチの接続口を設けてください。蒸気圧計
も用意してください。
蒸気は静水圧の3分の2まで許容されます。

より具体的に言えば、1 つ以上の検査会社によって次のものが採用されています。

蒸気ボイラー検査の準備方法。

1. 炉と灰置き場から火と灰をすべて運び出します。
2. 時間に余裕があれば、ボイラーと設備を徐々に冷却し、蒸気圧がなくなるまで待ち、その後ボイラー内の水を排出します。蒸気圧を水抜きに使用する場合は、10ポ​​ンド（約4.5kg）を超えないようにするのが最善です。
3. ボイラー内部は、ホースサービスと拭き取りによりマンホールとハンドホールを通して洗浄し、乾燥させる必要があります。
4. 安全弁とゲージコックを開いたままにしておきます。
5. ボイラーから蒸気が抜けたら、できるだけ早くマンホールとハンドホールのプレートを取り外してください。そうすれば、ボイラー内部が十分に冷えて検査できるようになります。また、炉と灰受けの扉を除き、ボイラーとその周囲の 扉はすべて閉めておいてください。配管 と煙突のダンパーは開けておいてください。
6. ボイラーの下から灰をすべて取り除き、シェルとヘッドの火面をきれいに掃除します。
7. マンホールおよびハンドホールプレートのパッキンは、取り外しの際に古いパッキンが使えなくなったり、焼損したりした場合に備えて、予備のパッキンを用意しておいてください。これらのプレートはボイラー作業員が取り外して交換します。
8. 火を運び去った後は、ボイラー室の窓とドアをすべて開けておき、ボイラーと設備ができるだけ早く冷えるようにします。

131

9. 規則5、すなわちどの扉を開けてどの扉を閉めるか、そしてダンパーの配置については特に注意が必要です。マンホールとハンドホールのプレートを外してボイラー内部を冷却し、同時に外部を冷却することは、収縮過程を均一化するために重要です。

証明書の発行。
これらの条件が満たされた後、ボイラーは徹底的に検査され、要求された作業能力があると判断された場合、市の条例に従って、今後ボイラーを識別するための番号が付与されます。この規定に従わない場合は、25ドルの罰金が科せられます。その後、検査証明書が所有者に発行され、手数料として2ドルが支払われます。

この証明書には、記載されている日付において、当該ボイラーが平方インチあたり一定量のポンドの静水圧にさらされたことが記載されています。証明書には、ボイラーの製造場所、型式または特性、そして「現在、良好な状態にあり、平方インチあたり——ポンドの作動圧力に耐えられるほど安全であると思われる。安全弁は当該圧力に設定されている。」と記載されています。この証明書の写しは、ボイラー室の見やすい場所に掲示されています。ボイラーが試験に合格しない場合は、証明書を発行する前に、直ちに修理し、良好な作動状態にする必要があります。

油圧テスト。
水圧試験は、新設ボイラーの気密性を試験する非常に便利な方法であり、新設ボイラーの合格検査と併せて、多かれ少なかれ実施されます。漏れの検出手段としては他に類を見ないものであり、この試験を実施することで、ボイラーが工場から出荷される前、そして漏れが腐食という陰険な過程に入る前に、欠陥のあるコーキングを補修することができます。この試験によって工事の健全性と品質をどの程度まで確認できるかは別の問題であり、いくつかの条件に依存します。この試験を新設ボイラーに適用する場合、圧力は132このようなテストが実用的な価値を持つためには、作業負荷を考慮する必要があります。

安全限度内にとどまるための超過量は、構造に採用されている安全率を考慮せずには規定できません。

水圧試験は、リベット接合部や作業全般の気密性を証明する手段としての利点に加え、特に形状が不確定な場合や、ボイラーの特殊な構造によって発生する応力の大きさが不確かな場合に、平面の保持力の十分性を判断する上でもしばしば役立ちます。しかしながら、ここで言及する特殊なケースにおいて水圧試験が真に価値あるものとなるためには、専門家によって実施され、圧力の印加と同時に慎重な計測が行われ、膨らみや永久変形の程度を確定することが不可欠です。このような計測がなければ、このようなケースにおける試験の適用は無意味であり、誤った結果をもたらす可能性があります。実際、ボイラーの挙動を記録するための慎重な計測は、あらゆる試験の条件であるべきであり、適切な性能を発揮させるためには、熟練した検査員の義務です。

新しいボイラーの検査や水圧試験の適切な立会いは、正規の検査会社が行う義務です。これらの会社は、そのような作業を行うために特別に訓練された人員を雇用しています。このようなコースから得られるメリットは、サービス料金に見合うだけの価値があります。また、施工の徹底的な検査が保証されるため、ボイラーを単にポンプで汲み上げるだけでは決して発見できない欠陥や見落としがしばしば明らかになります。実際、このような検査はボイラーの水密性を証明するだけであり、施工が非常に劣悪であっても、試験中のボイラーの気密性が保証される場合もあります。さらに、試験中のボイラーの気密性が、稼働後の気密性を保証するものではないことを心に留めておくことが重要です。一言で言えば、新しいボイラーに関しては、注意深い検査と計測を伴わない油圧の適用はほとんど意味がありませんが、これらの追加があれば、特に特殊な形状のボイラーの場合には非常に価値があり、無視してはならない予防措置です。

133

技術者試験。
蒸気ボイラーがなければ試験も免許の公的必要性もなかったであろうという事実を念頭に置いて、これらの「ポイント」が加算されます。

試験はすべてのエンジニアにとって試練の時期であり、最も優秀な人でも、試練に対する神経質な恐怖から回答に失敗する可能性があります。しかし、証明書の授与は、エンジンとボイラー室の実際の業務における候補者の個人的な経験に大きく影響され、その経験は、他の人の証拠によって述べられ、証明されなければなりません。

蒸気工学に関する一般的な知識は、合格への第一の条件です。試験官が応募者の適性を判断するために通常行う手順を示すため、いくつかのサンプル問題を示します。

エンジニアとしてどれくらいの期間、どこで働いていますか？ あなたは機械工ですか？ どこでその技術を学びましたか？ エンジニアとしての経験の程度をある程度教えてください。 どのような種類のボイラーを担当してきましたか？ 水平管状ボイラーについて説明してください。 機関車型ボイラーについて説明してください。 垂直型ボイラーについて説明してください。 断面水管ボイラーについて説明してください。 ボイラー シェルの鉄の厚さはどれくらいですか？ ボイラー シェルの鉄の厚さはどれくらいであるべきですか？ ボイラーのヘッドの厚さはどれくらいですか？ ボイラーのヘッドの厚さはどれくらいであるべきですか？ ヘッドはシェルにどのように固定されていますか？ ボイラーにヘッドを入れる最適な方法は何ですか？ シェルはどのようにリベット留めされていますか？ どのようなサイズのリベットが使用されていますか？ それらの間隔はどれくらいですか？ シェルはどのようにリベット留めされるべきですか？ なぜいくつかの継ぎ目を二重リベットするのですか？ 二重リベット留めするのに最適な継ぎ目はどれですか？ 水平ボイラーはどのように補強されていますか？ 機関車用ボイラーはどのように補強されていますか？一般的に使用されるブレースのサイズと形状はどのようなものですか? ボイラーのサイズ、長さ、直径はどれくらいですか? 何台を担当していますか? 馬力を教えてください。 ボイラーにはチューブが何本ありますか? チューブのサイズと厚さはどれくらいですか? 長さはどれくらいですか? どのように固定していますか? ソケットとステイボルトの違いは何ですか? ボイラー用鉄鋼の引張強度はどれくらいですか? ボイラー用鋼の引張強度はどれくらいですか? 軟鋼とは何ですか? CH No. 1 鉄鋼とは何ですか? フランジ鉄鋼とは何ですか? 熱間短鉄と冷間短鉄とは何ですか? マンホールの一般的な寸法は何ですか? 何の目的ですか? ハンドホールの目的は何ですか? 頻繁に開けますか? どのくらいの頻度で開けますか? クラウンバーとは何ですか、どこで使用されますか? ボイラーはどのようにコーキングされますか? ドリフトピンとは何ですか?

134

機械式ストーカー。
トレビシック、ワット、そしてスティーブンソンの頭脳から蒸気機関が発明される以前、イングランドの奥地では何世代にもわたり、「火をかき混ぜる」という意味の「stoke（ストーク）」という言葉が使われていました。この言葉は、棒、ストック、または柱を意味する古代語「stoke」に由来しています。

今日では、主に機関車や蒸気船などで雇用されている「ストーカー」と呼ばれる男性が非常に多く、彼らが仕事をする、いわゆる「ストークホール」があります。

機械式ストーカー
しかし、今では「機械式ストーカー」が登場しています。その名の通り、機械によって火に燃料を供給し、「かき混ぜる」という役割を担うため、火夫は過酷な労働から解放され、節約した時間とエネルギーをより有効に活用できるようになりました。図は、最も先進的な装置であるアメリカン・ストーカーの外観を示しています。

機械の主要部品は、1、ホッパー（手でシャベルでかき集めるか、機械を昇降させて運ぶことによって満たすことができます）、2、コンベヤ スクリュー（石炭、またはあらゆる種類の燃料を、図の左側に示されている 3、マガジンに押し進めます）、4、駆動機構（ホッパーの前に都合よく配置された蒸気モーターです）、5、レトルト（石炭をガスに蒸留する場所（コンベヤーの上）であることからこのように呼ばれています）。

注記：この機械の図解入り説明書は、メーカーからの申請により無料で発行・送付されます。アメリカン・ストーカー社、ワシントン・ライフ・ビルディング、ブロードウェイ通りとリバティ通り交差点、ニューヨーク。

135

石炭の供給速度はモーターの回転速度によって制御され、これはモーターへの供給管内の蒸気を絞るという単純な方法で行われます。モーターを覆うシールドは、機構を汚れや埃から効果的に保護します。モーターは単純な往復ピストンを備え、そのピストンロッドにはクロスヘッドが取り付けられており、クロスヘッドは適切な連結リンクを介して爪機構を備えたロッカーアームを駆動し、ロッカーアームはコンベアシャフトに取り付けられたラチェットホイールを駆動します。このように、ストーカーは完全に自己完結的で、それ自体で完結しています。

コンベアパイプ内にはスクリューコンベアまたはウォームが配置され、マガジンの全長にわたって伸びています。コンベアパイプのすぐ下には、ホッパーの下に開口部を持つ風箱が設置されています。

この箇所には、低圧送風機によって供給される空気供給用の配管が接続されています。風箱の他端は、弾倉と外筒の間の空間に開口しています。弾倉の上端は、内外に空気を排出するための開口部を備えた羽口、あるいは空気ブロックで囲まれています。

ストーカーは前後のベアリングバーの上に載っており、ストーカー側面と側壁の間の空間は「デッドグレート」と呼ばれる鉄板で満たされています。蒸気は3⁄4インチの蒸気管によってモーターに送られます。モーターからの排気蒸気は灰ピットに排出されます。

運転中、石炭はホッパーに投入され、コンベアによってマガジンに運ばれ、マガジンを満たして両側に溢れ出し、火格子の側面に広がります。石炭はゆっくりと連続的に投入され、上昇しながら火に近づき、ゆっくりと焙焼されコークス化されます。石炭から放出されるガスは羽口から流入する新鮮な空気に吸収され、爆発して石炭はコークスとなって上部の火格子に送り出されます。連続的な投入により、コークス層に呼吸運動が生じ、空気の循環が確保されます。

この機械では、技術的に言えば、「アンダーフィーディング」の原理に基づいて、燃料層の底から燃料が投入されることに注意してください。

136

給水に関する化学用語と説明。

化学は物質の構成と特性を研究する科学です。

自然は基本的な要素で構成されています。これらの物体、それらの相互の組み合わせ、これらの組み合わせを引き起こす力、およびこれらの力が作用する法則に関する知識が化学を構成し、蒸気工学の化学は主に蒸気ボイラーの給水に含まれる異物を扱います。

元素。一般的に、「元素」という言葉は、これまで成分に分解されたり、他の物質に変化したりしたことがなく、他の既知の物質と何らかの本質的な性質が異なる物質に適用されます。「単純物質」または「未分解物質」という用語は、しばしば「元素」と同義語として使用されます。

単純元素は約70種類あり、その4分の3は微量しか存在せず、希少元素と呼ばれています。銅、銀、金、鉄、硫黄は単純元素です。例えば、イリジウムという金属は希少元素です。イリジウムは金のペンの先端に使われている金属で、金よりも重く、はるかに価値があります。おそらく2トンも存在しないでしょう。

試薬は、他の化学物質の性質を調査するために使用される化学物質です。たとえば、塩酸は、石灰岩または炭酸石灰内の炭酸塩を見つけるための試薬であり、塩酸で処理すると、ソーダ水に含まれるガスと同じ自由炭酸ガスを放出します。

酸化物とは、鉄、アルミニウム、石灰、マグネシアなどの元素が酸素と結合したものです。酸化物となるには、酸化状態を経る必要があります。錆びた鉄は鉄の酸化物です。

炭酸塩とは、鉄やナトリウムなどの元素が炭酸と結合して生成するものです。炭酸は炭素と酸素の混合物で、炭素1に対して酸素2の割合で存在します。炭酸はよく知られているように、燃焼を助長せず、完全燃焼から発生するガスの一つです。137燃焼。この酸、あるいはガスと呼ぶ方が適切かもしれないこの物質は、自然界に豊富に存在し、主に石灰とマグネシアと混合して存在しています。この状態（すなわち、石灰炭酸塩とマグネシア炭酸塩）は、ボイラーにとって最悪の敵の一つです。

酸は、水素と酸素の両方を含み、塩素や硫黄などの単純な元素と結合した液体です。酸は必ず青リトマス試験紙を赤く染め、酸味として知られる独特の味がします。酸の強さは、硫酸のような腐食性の油から、果物に風味を与える心地よいピクリン酸まで多岐にわたります。

アルカリは酸の反対で、主にカリ、ソーダ、アンモニアから成り、これらが炭酸と結合して炭酸塩を形成します。塩ソーダはソーダの炭酸塩です。

塩化物とは、塩酸と結合した元素です。食塩は塩化物の好例です。塩化物はナトリウムと塩酸の元となる塩素元素が結合したものです。自然界には塩化物が豊富に存在するわけではありませんが、あらゆる水に多かれ少なかれ微量に含まれており、ボイラーにとって特に危険なものではありません。

硫酸塩は、硫酸（市販の硫酸塩として知られています）がナトリウムやマグネシアなどの元素に作用することで生成されます。ナトリウムと硫酸の結合物は、よく知られているグラウバー塩です。これは硫酸ソーダに他なりません。また、 硫酸石灰は石膏に他なりません。硫酸塩は、大量に遊離酸を放出するとボイラーにとって危険です。遊離酸は金属を腐食させる作用があります。

シリカは砂のざらざらした部分で、あらゆる繊維質植物質の原料でもあります。身近な例としては、パッキングに含まれる灰 が蒸気の熱で燃焼したものが挙げられます。特殊な化学処理によってシリカは溶解性ガラス、つまり液体になります。地球の地殻の65%はシリカでできています。シリカは岩石の主要成分であり、純白の砂もシリカそのものです。シリカは、空気中の酸素と結合したケイ素と呼ばれる元素で構成されています。自然界に豊富に存在し、その独特の溶解性により、地表から湧き出るあらゆる水に広く含まれており、あらゆるボイラースケールにも含まれています。

138

水質分析において、不溶性物質とはシリカを指します。これは、給水に含まれる不純物の中で最も危険性の低いものの一つです。

マグネシアは、細かく軽い白色の粉末で、無味無臭です。沸騰させるとほとんど溶けませんが、冷水には溶けにくいです。給水中のマグネシアは、酸化物と炭酸塩の2つの状態で存在します。炭酸塩の場合、鉄分が微量に含まれていないため、スケールに黄色の色素が付着する傾向があります。RR（Reflection and Reduction：再循環）作業では、この黄色のスケールをマグネシアスケールと呼びます。

炭酸マグネシウムは熱水よりも冷水にいくらか溶けやすいですが、それでも溶かすには熱水 9,000 部と熱水 2,493 部が必要です。

マグネシアはシリカと結合して、石鹸石やアスベストなど、多くの岩石や鉱物の組成に広く含まれています。

石灰は、化学名がカルシウムで、さまざまな石灰石や貝殻などの天然の石灰炭酸塩から、焼成または燃焼の過程で炭酸を飛ばして得られる白色のアルカリ性の土のような粉末です。

石灰は、窯と呼ばれる炉の中で石を燃料と混ぜて燃やしたり、石を集めた炉の中央の空洞を通って横から出る熱風と炎にさらしたりして、大量に生産されます。

焼成された石は、元の形状を保持するか、部分的に粉々に砕けますが、空気と湿気から保護すれば、その後は変化せずに保存できます。

ソーダは灰白色の固体で、赤熱すると溶融し、揮発しにくく、水との親和性が強く、水と結合すると大きな熱を発生します。

その塩を他のアルカリの塩と区別するために使用できる唯一の試薬は、希釈溶液でも白い沈殿物を生成するアンチモン酸カリウム溶液です。

ナトリウム はソーダの金属塩基です。銀白色で光沢のある結晶で、立方体状に結晶化し、常温ではワックス状ですが、194℃では完全に液体になります。139鮮やかな赤熱で揮発する。地球の地殻中のカリウムに比べるとやや少ないものの、自然界に広く拡散している。

塩は、塩化物ナトリウムであり、塩化物原子1個とナトリウム原子1個からなる天然化合物です。泥灰岩、砂岩、石膏と混合層をなす岩石として、また塩泉、海水、塩水湖の成分として産出します。

その元素の割合は塩素が60.4パーセント、ナトリウムが39.6パーセントです。

海水から作られた塩では、少量の硫酸石灰を含むマグネシアの塩が主な不純物です。

上記の化学物質は、外皮形成性と非外皮形成性の 2 つの異なるクラスに分類できます。

付着性塩類の中で、炭酸マグネシウムは最も有害であり、1ガロンあたり12グレインものマグネシアを含む給水は、ボイラーに極めて有害な影響を与え、腐食や孔食を引き起こす可能性があります。炭酸石灰は炭酸マグネシウムほど有害ではありませんが、ボイラーに非常に有害な作用を及ぼし、1ガロンあたり20グレインで不良水とみなされます。すべてのケイ酸塩、鉄酸化物、アルミニウム酸化物、そして硫酸石灰も付着性があります。付着性のない物質は、塩化ナトリウム（食塩）、硫酸ソーダ、炭酸ソーダの3種類です。

注記。
給水の化学組成に関する知識の重要性がますます高まっていることを踏まえ、「化学用語」および「給水分析」のこれらの章は、上級エンジニアが研究を進めるべき方向性を示すことを目的としています。世界中の蒸気発生器に供給される水を適切に「処理」することで、金鉱から採掘できる量よりも何百万倍も多くの宝が生み出される可能性があります。

重要な「ポイント」は、蒸気プラントの水を浄化するための恒久的なシステムを採用する前に、その成分が常に同じであること、つまり、水に含まれる不純物が常に同じであることを確認することです。

140

給水の分析。
有力な工学雑誌からの寛大な申し出に応えて、以下の給水組成が判明し、公表されました。「指示」には給水方法が記載されており、表は国内の広範囲に渡る地域から送られてきたサンプルを綿密に検査した結果です。

方向。

1. 清潔な 1 ガロンの水差しまたはボトルと新しいコルク (または、とにかく完全に清潔なコルク) を用意します。
2. 容器を、サンプルを入れるのと同じ水で2～3回洗浄します。これは、サンプルに「異物」が混入していないことを確認するためです。
3. ボトルに水を入れた後、丈夫な紐か針金でコルクをしっかりと結びます。ボトルが箱の側面にぶつかって粉々にならないように、干し草や藁、おがくず、新聞紙などでしっかりと梱包します。

インディアナ州アルゴス発
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ 1.1096
鉄とアルミニウムの酸化物 .1752
炭酸石灰 11.9010
炭酸マグネシア 5.4597
炭酸ソーダ 1.1324
塩化ナトリウム .0715
全固形分 19.8494
スーフォールズ（サウスダコタ州）出身
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ .8292
鉄とアルミニウムの酸化物 .2452
炭酸石灰 9.0699
炭酸マグネシア 5.4376
塩化ナトリウム 1.7172
硫酸ナトリウム 4.5245
石灰硫酸塩 2.6976
全固形分 25.0936
141

イリノイ州リッチフィールド出身
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ .4711
鉄とアルミニウムの酸化物 .7475
炭酸石灰 .3800
炭酸マグネシア 2.2911
塩化ナトリウム 8.7543
硫酸ソーダ 16.0329
石灰硫酸塩 2.8168
全固形分 31.4835
マサチューセッツ州チェルシー出身。
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ .1168
鉄とアルミニウムの酸化物 .6540
炭酸石灰 34.5260
炭酸マグネシア 22.8470
塩化ナトリウム 63.2041
硫酸ソーダ 28.4711
炭酸ソーダ 32.2321
全固形分 182.0511
テネシー州メンフィス出身
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ .8292
鉄とアルミニウムの酸化物 .4789
炭酸石灰 1.8337
炭酸マグネシア .9956
炭酸ソーダ 1.9792
全固形分 6.1166
イリノイ州ペキン出身
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ 1.0628
鉄とアルミニウムの酸化物 トレース
炭酸石灰 10.0915
炭酸マグネシア 5.8224
塩化ソーダ トレース
硫酸ソーダ 1.2456
全固形分 18.6471
オハイオ州ティフィン出身。
1ガロンあたりのグレイン数
。
シリカ .5256
鉄とアルミニウムの酸化物 .2336
炭酸石灰 12.6144
炭酸マグネシア 10.2652
炭酸ソーダ 2.4137
硫酸ソーダ 6.8296
塩化ナトリウム 1.0484
全固形分 33.9395
142

蒸気ボイラーの腐食と付着物。
技術者や蒸気利用者にとって、上記の見出しから推察される問題ほど頭を悩ませる問題は他にありません。莫大な金銭的損失、生命と財産への危険、そして技術者の地位と評判の失墜が、この問題に関わっています。これらの実際の弊害をいかに回避するかが、蒸気経済において最重要事項です。一見すると、このテーマは平均的な学生には習得が難しいように思われますが、力学に関する他のすべての問題と同様に、理性に裏付けられた調査によって、不明瞭に思えることの多くが実際には非常に明白であることがわかります。これは、水が蒸気に変換された後にボイラー内に残る沈殿物にいたるまで、自然が、その形成において無限の正確さとよく知られた線に沿って作用しているからです。

質問: 腐食とは何ですか?

答え:腐食とは、単に金属の表面が錆びたり、磨り減ったりすることです。詳細については126 ページを参照してください。

質問: 付着物とは何ですか?

答え:付着物とは、単に表面のコーティングを意味します。

水は蒸気になると、含まれていた不純物から分離され、沈殿物や付着物を形成します。

ボイラーは、注意深く清掃および塗装しないと、内部だけでなく外部もかなり腐食します。しかし、主に防ぐ必要があるのは、ボイラー内の「硬水」や酸性水によって引き起こされる損傷です。

付着物の極端な例として、機関車型の定置式ボイラーが挙げられます。その寸法は、直径72インチ、長さ22フィート、3インチ管153本、胴体と鏡板の8分の3、そして鉄製でした。鏡板の裏側のスケールは厚さ約5cmで、管間の隙間を完全に埋め尽くしていたため、循環は不可能でした。唯一の不思議な点は、ボイラーが最終的に故障するよりも早く故障しなかったことです。スケールは最上列の管とほぼ水平に伸び、143ボイラーで蒸気を発生させるのは火室と上段の管だけで、他の管は単なる煙の導管として機能していました。燃料損失は確かに大きく、実に50%にも達しました。もし横型ボイラーであれば、これほど大きな被害が出る前に燃え尽きていたでしょう。

上記の例では、燃料損失は半分と推定されます。綿密な実験により、平均的な燃料損失は以下の通りであることが証明されました。

1 ⁄ 16インチのスケールにより、燃料が 13 パーセント失われます。
1 ⁄ 4インチのスケールにより、燃料が 38 パーセント失われます。
1 ⁄ 2インチのスケールにより、燃料が 60 パーセント失われます。

乾き蒸気は、エンジンやその他の用途で使用される際、水とともにボイラーに流入する不純物を一切運び去らないことを覚えておく必要があります。したがって、例えば1日に20トンの石炭を燃焼し、1ポンドの石炭に対して10ポンドの水を蒸発させるボイラー群では、毎日200トンの水が通過していることになります。これを年間300日で換算すると60,000トンとなり、ボイラー内部をスケールや堆積物から守ることがいかに困難であるかが分かります。

化学的に純粋な水とは、不純物が含まれず、無色、無味、無臭、透明で、ごくわずかに圧縮可能であり、完全にきれいな容器から一定量を蒸発させた場合、固形物は残らない水です。

しかし不思議なことに、調査の結果、この純度の水は鉄を急速に腐食し、純粋な鉄や鋼でさえも「硬水」よりも容易に侵食し、金属が均質でない場合には大きな問題を引き起こすことが証明されました。船舶用ボイラーは、事前に約1/32インチ（約6.3mm）の「スケール」を除去しておかないと、純粋な蒸留水によって急速に損傷し てしまいます。

水は、酸素と水素という二つの気体の結合によって形成されます。これらは創造主によって最初に創造された単純な物質であり、何千もの異なる形で結合して存在します。どちらも単独では目に見えません。酸素1体積と水素2体積を混ぜると、化学的に結合して水が形成されます。これは、144測定単位。重量比で水は酸素88.9に対して水素11.1で100％構成されています。詳しくは229、230ページをご覧ください。

覚えておくべき重要な点は、水が約 1,700 倍に膨張して蒸気になったとしても、それは単に膨張した水であり、氷が硬化した水と同じであるということです。つまり、蒸気に膨張しても 2 つの構成ガスは分離しません。したがって、ボイラー内の不純物に対処する際には、それが水自体の本質的な性質を変えることはないことに注意する必要があります。不純物は単なる異物であり、ボイラー内で正当な場所はなく、危険な敵として排除する必要があります。一般原則として、ボイラーで使用する水を軟化させてろ過する方が、そうでなければ形成される沈殿物やスケールを吹き飛ばしたり溶解したりするよりも有益であると言えます。観察によると、有機物を含む「付着防止剤」は付着を妨げるよりもむしろ促進することが示されているため、避けるべきです。汚水の処理には、汚水がボイラーに入らないようにする工夫が数多くあります。これは、汚水が入ってしまった後に沈殿物を取り除くよりもはるかに効果的です。ただし、沈殿物を取り除くための独創的な方法も数多くあり、そのうちのいくつかについては後で詳しく説明します。

水の予備的な沈殿。
蒸気ボイラーにおける付着物の発生を防ぐ良い方法は、給水を事前に浄化することであることは明らかである。ただし、それが十分に単純な手段で行えることが前提となる。この問題は、ハレのM. Dehne氏によって、以下に説明する方法によって解決されたとされている。給水ポンプによって汲み上げられた淡水は加熱器に送られ、そこで化学反応に適した温度まで昇温される。その後、ミキサーに送られ、そこで特殊設計のポンプによって送り込まれた特定の反応剤と接触する。これらの反応剤は炭酸ソーダと苛性ソーダの混合物であり、炭酸ソーダは給水に含まれる硫酸石灰を沈殿させる役割を果たし、苛性ソーダは145ソーダは炭酸塩石灰とマグネシアを沈殿させます。特殊ポンプと給水ポンプの相対的な大きさは、混合物中の炭酸塩ソーダと苛性ソーダの割合が、沈殿させる石灰とマグネシアの量と常に一定の関係を持つように計算されます。混合物の水は、形成された沈殿物によってしばしば大きくかき混ぜられ、フィルターを通過します。フィルターでは、懸濁状態にあるすべての物質が保持されます。その後、ボイラーに入ります。給水がタンクから供給される場合、ヒーター、ミキサー、フィルターは給水ポンプの吸込管に配置されますが、よくあることですが、水がすでに加圧されており、3つを直接通過する場合は、給水ポンプがフィルターから直接水を取り出し、ボイラーに直接送り込みます。

海水用沈殿装置。
海水から重大な沈殿物が形成されるのを実質的に防ぐような方法で海水を準備することは、まったく可能です。

使用されるプロセスは、海水に、主にソーダ灰からなる沈殿粉末を既知量加え、これを密閉容器内で行い、廃蒸気を吹き込んで混合物を加熱し、5ポンドから10ポンドの圧力を発生させるというものです。この状況下では、実質的にすべてのマグネシウムとカルシウムの塩が水から分離し、圧力をかけてホットウェルに濾過することで簡単に除去できます。

高さ6フィート4インチ、直径3フィートの集塵機は1トンの水を保持でき、最初に海水を流し込んでから温水井戸に送り込むまでの時間は1時間15分以内です。したがって、実際には、十分な時間を置いてから、このサイズの小型集塵機を使用して24時間で8トンから12トンの水を調製することは全く問題ありません。調製された水の密度は 1/32で、密度が5/32になるまで安全に蒸発させることができます。密度が6/32から7/32に達するまで、含まれる塩は結晶化しません。

提案された方法で海水を準備する際には、カルシウムとマグネシウムを完全に沈降させるのに必要な量よりもわずかに少ない量の沈殿剤を加えるようにあらゆる注意を払う必要がある。146塩は、漏れた凝縮器から、または緊急時に技術者によって注入された少量の海水がボイラーに侵入するのを防ぐことは実際には明らかに不可能であるため、これらの状況で沈殿剤が過剰にボイラー内に存在すると、固体のスケールに結合しないまでも、かさばる沈殿物が落下して問題を引き起こす可能性があります。

簡単にまとめると、検討されている危険な有機および油性堆積物の形成を防ぐのに最適な手段は次のとおりです。

I. コークス塔を通した凝縮水のろ過。

II. クズ野郎どもの無料使用。

III. 淡水ではなく、密度の高い水を使用する。

IV. 純粋な鉱油潤滑剤を可能な限り最小限の量で使用する。

船舶ボイラーに堆積したスケール。
以下に示す分析は、船舶ボイラー内でそれぞれ淡水、汽水、海水によって形成される付着物の典型的な例と見なすことができます。

構成要素。 川。 汽水。 海。
炭酸カルシウム 75.85 43.65 0.97
「硫酸塩」 3.68 34.78 85.53
マグネシウム水和物 2.56 4.34 3.39
塩化ナトリウム 0.45 0.56 2.79
シリカ 7.66 7.52 1.10
鉄とアルミナの酸化物 2.96 3.44 0.32
有機物 3.64 1.55 トレース
水分 3.20 4.16 5.90
100.00 100.00 100.00
このことから、淡水からの付着物は不純な炭酸カルシウムから成り、海水からの付着物は不純な硫酸カルシウムから成ると見なすことができるのは明らかであり、河口からの汽水では、予想どおり、これら両方の化合物がほぼ同量存在する付着物が生じる。

形成された堆積物の違いの重要性は非常に大きく、船主はボイラーが航海中にどのような処理を受けたかを、堆積物のスケールを検査して分析することで結論づけることができる。147ボイラーには様々な物質が含まれています。例えば、給水と補給の両方に淡水を使用する船舶の場合、帰港時にはスケールは非常に少なく、主に炭酸カルシウムで構成されていることは明らかです。一方、スケールが1 ⁄ 16インチを超え、硫酸カルシウムが大部分を占めている場合は、故障した凝縮器から漏れた海水、あるいは意図的にボイラーに供給された海水によってのみ形成されたことが明らかです。

高圧蒸気の導入により、新たな危険な形の堆積物が船舶技術者の悩みの種となっている。ボイラーに入った油の微小な小球は、量が多い場合は水面で凝集して油性のスカムを形成し、量が少ない場合は個々の滴として残るが、水より軽いため沈む傾向がない。

しかし、ゆっくりと、それらは水から分離してそれらの固体の小さな粒子と接触し、それらの粒子に付着します。そして、それらは徐々に油の層で粒子を覆い、その結果、粒子は互いに、またはそれらが接触する表面に付着できるようになります。炭酸カルシウム、硫酸カルシウムなどのこれらの固体粒子は水よりも重く、油がそれらをますます多く含むようになると、それらの比重は水と同じになります。すると、粒子は水中で起こっている対流とともに上昇したり下降したりして、それらが接触するあらゆる表面に付着します。このようにして、それらは主に上面にある一般的なボイラーの付着物とは異なり、管の上側と同じくらい下側にも堆積します。

こうして形成された堆積物は、熱伝導性に優れ、油分を帯びた表面が水との密着を阻害する性質があります。炉の頂部では、すぐにプレートの過熱につながり、堆積物は熱分解を開始します。下層は高温のプレートと接触することで様々なガスを放出し、通常厚さ1 ⁄ 64インチしかない油層を、しばしば厚さ1 ⁄ 3インチにもなるスポンジ状の革のような塊へと吹き飛ばします。この塊は、多孔質であるため、148以前よりもさらに熱伝導性が向上し、プレートが赤くなるまで加熱されます。

水が圧力の上昇に伴い華氏175度から約420度までの温度に達すると、炭酸塩、硫酸塩、塩化物はすべて以下の順序で沈殿します。
まず、華氏176度と248度で炭酸石灰塩が沈殿します。
次に、華氏248度と420度で硫酸石灰塩が沈殿します。
最後に、華氏324度と364度でマグネシア、つまりマグネシウムの塩化物が沈殿します。

この事実を利用するために、ボイラー内部に機械的に配置されたジェット、スプリンクラー、長い穴あきパイプが導入され、これにより、堆積した不純物が拡散し、給水がより速く可能な限り最高の温度にまで達する傾向があります。

溶液中の鉄酸化物または鉄塩については、少量の石灰で処理するのが最適です。試薬を添加すると化学変化が起こり、沈殿が生じて水が乳白色になります。沈殿は粒子に分解し、最終的に沈降して、水は純粋で透明になります。限られた規模であれば、機械処理は容易で、沈殿槽で十分です。しかし、大量に処理する必要がある場合は、話は別です。

平均ボイラースケールの分析。

預金100部あたりの部数。
シリカ .042 部品。
鉄とアルミニウムの酸化物 .044 「
炭酸石灰 30.780 「
炭酸マグネシア 51.733 「
硫酸ソーダ トレース 「
塩化ナトリウム トレース 「
炭酸ソーダ 9.341 「
有機物 8.060 「
全固形分 100。 部品
どれだけの水分が蒸発してこの量の固形物が残ったかは分からないため、スケールを構成する各成分の割合のみが示されます。

149

機関車とボイラーの複合施設。
ある大型鉄道の路線は、水が非常に硬い地域を走っており、溶解した石灰を沈殿させる何らかの方法に頼らざるを得ませんでした。数々の試験と実験を経て、彼らはある化合物を作り、それを次のように使用しました。50ガロンの容量の水1樽に、炭酸ソーダ、または市販の最高級の白ソーダ灰21ポンドと白苛性ソーダ35ポンドを入れます。1ガロンあたりのコストは約2.5セントです。

この化合物は濃縮された形で、各機関車の炭水車にカロミン缶で積載されます。必要に応じて、毎回給水時に一定量が炭水車に水タンクから注入されます。この量は分析によって決定され、2パイントから15パイント、2,000ガロンの水まで様々です。この化合物の沈殿力は、化合物1パイントあたり、炭酸石灰2/3ポンド、または同等量の他の物質で測定されます。アルカリ水 や硫酸塩を含む水を扱う西部路線では、同社は水1バレルあたりわずか60ポンドのソーダ灰を使用しています。水がボイラーに送り込まれると、熱によって粒子の沈殿と凝集が完了し、炭水車や注入管の詰まりといった問題が一切発生しません。

このケースは、定置式の技術者にとって興味深いものです。なぜなら、水がタンクからボイラーにポンプで送り込まれる場合、その水に沈殿させるのに適切な成分が含まれていれば、同じ化合物を使用できるからです。また、水が市の水道本管から取られる場合、供給パイプに化合物を送るための装置を考案するのは簡単なことでしょう。

蒸気ボイラーのスケーリングに関する「ポイント」
硫酸石灰の特徴は、水温が低いほど、より多くの硫酸石灰が溶解するということです。常温の水は最大7%の硫酸石灰を溶解させることができますが、水温を沸点まで上げると、その一部は沈殿し、約0.5%が溶解したままになります。そして、150水温が上昇するにつれて、物質はさらに沈殿し、ゲージ圧が41ポンド（約200度）に達するまでこの状態が続きます。この時点で、硫酸石灰はすべて沈殿します。他の多くのスケール形成物質も同様の作用をします。このことから、排気蒸気を用いて生成できる温度は、水中に含まれる可能性のあるすべての物質を沈殿させるには不十分であることが明白に分かります。

ボイラーの付着物が大部分の蒸気ボイラー爆発の直接の原因であることは、もはや疑う余地のない問題です。

水中に溶解したほぼすべての異物は、沸騰によって分離されると、一般にスカムと呼ばれる形で表面に浮上します。この状態では、その大部分は表面からの吹き出しによって除去できます。しかし、除去されない場合、重い粒子は互いに引き合い、十分な密度に達して底に沈み、スケールの形で堆積します。スケールは、水面下のボイラー内面全体を覆い、多かれ少なかれ完全に熱を伝導しません。

フランスの外洋汽船サンローランの機関士が、ボイラーの修理と清掃の際に亜鉛の塊を取り外すのを忘れたという記録があります。航海の終わりにボイラーを開けてみると、なんと亜鉛は消えていたものの、スケールは全く付着しておらず、ボイラープレートにも全く損傷が見られなかったのです。

最近、ドイツの研究者らによって、砂糖がボイラーに強い影響を及ぼすことが確認されました。砂糖は鉄に対して酸反応を起こし、鉄を溶解し、水素を放出します。水中の砂糖の量が増えるほど、被害は大きくなります。これらの結果は、製糖工場や、給水によって砂糖がボイラーに侵入する可能性のある場所では注目に値します。また、問題の研究者らは、亜鉛は砂糖によって強く侵されることを発見しました。銅、錫、鉛、アルミニウムは侵されません。

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付着物に関連して、蒸気圧がかかっているときにボイラーが吹き飛ばされない 2 つの理由は、次のとおりです。1 つ目は、水が徐々に減少するにつれて、水の上に浮いている異物がボイラーの外殻に堆積すること、2 つ目は、加熱された炉の壁がボイラーに十分な高温を伝え、堆積物を乾燥させて剥がすことです。そうしないと、泥の形でボイラー内に残り、焼成プロセスがなければ簡単に洗い流すことができます。

皮なめし職人が使用するような樹皮は、ボイラーの汚れに優れた効果を発揮します。使用方法は以下の通りです。ボイラーに水を供給するタンクまたは貯水池に、水を薄茶色に変えるのに十分な量の樹皮を投入します。この作業を少なくとも毎月繰り返し、最初の1ヶ月は量を半分に減らします。使用する水2,000ガロンにつき約1ポンドのアンモニア塩を少量加えます。これは、 蒸発作用によって沈殿した炭酸石灰やその他の不純物を軟化させるだけでなく、分解する効果もあります。

注記：樹皮が砕けたら、ポンプのバルブやブローオフバルブに入らないように注意する必要があります。樹皮を袋に入れて貯水槽に捨てることもできます。

これまで分析のために研究室に送られたボイラー化合物の最良のサンプルの中には、次のような成分が含まれていることが判明しました。

 ポンド

サルソーダ 40
カテチュー 5
塩化アンモニウム 5
この溶液は、以前はかなり高額で販売されていましたが、その性質が広く知られるようになってからは、市場に出回ることはなくなり、消費者が一度に 1 年程度持ちこたえられる量で買いだめするなど、広く使用されるようになりました。

上記は、使用した人によって強く推奨されており、水1バレルごとに混合物1ポンドを追加しますが、スケールが完全に除去された後、152ボイラーの洗浄には、塩ソーダの使用だけで十分です。インディアナ州ニューアルバニーの製鉄所の一つにある、長さ26フィート、直径40インチのボイラーでは、週に10ポンドの塩ソーダを使用することで、新品のボイラーと同等のスケール除去効果が得られました。

硬水には、単にクラストを形成するだけでなく、他の悪影響が内在する場合もあります。水の中には、食塩と共に、溶解性マグネシア塩を多量に含むものがあります。このような場合、腐食の可能性が高くなります。マグネシア塩は高圧蒸気の作用を受けて塩酸蒸気を発生させ、ボイラーを著しく腐食させるだけでなく、さらに悪いことに、蒸気とともにエンジンに入り込み、蒸気が接触するシリンダーやその他の繊細な部品に腐食を引き起こします。しかし、水からマグネシアを除去することで、これらすべての腐食を防ぐことができます。

天然の水源から採取した水に含まれる成分をすべて沈殿させる機械装置は、これまでも、そしてこれからも作られることはないでしょう。もしそれが可能であったとしても、それはボイラーにとって最悪の事態となるでしょう。なぜなら、水は化学において最も強力な溶媒であり、その性質上、接触する様々な元素を一定の割合で溶解・含浸するからです。もし水に含まれる石灰、マグネシア、そして無機塩類が除去され、純粋な水がボイラーに注入されれば、水は鉄分を吸収し、ボイラーに孔食や溝食を引き起こします。ある程度は自然の成り行きに任せ、ボイラー内に形成されるわずかな鉱物沈殿物を、できるだけ少量の植物質で中和する方が賢明です。

水の種類によって処理方法も異なることに注意してください。ある場合に有効なものでも、別の水ではまったく役に立たない場合があります。スケールの防止や除去を目的とした「化合物」の多くは、使用すべき化学物質とはまったく逆の成分で構成されているため、継続的に使用するとボイラーを必ず破壊します。たとえば、ある施設では、ボイラーの寿命と有用性を 50 パーセント減少させたと言われる混合物に年間 1,000 ドルが費やされたと言われています。

153

給水における不純物に関する技術者のテスト。

新規施設の蒸気ボイラーに良質な水を供給するための予備投資を少し行えば、燃料費やボイラーの修理費を大幅に節約できます。井戸水はほとんどの場合、河川の流水よりも品質が劣ります。鉱山水は特に有害で、多量の遊離硫酸を含んでいます。海岸沿いや潮の影響を受ける河川岸の井戸は、塩化物やマグネシウムで飽和状態になっている可能性があります。これらの点を判断する際に、給水試験が最も役立ちます。

給水水を徹底的かつ真に科学的な分析を行うのは、費用がかかり、面倒な作業ですが、次のようにすれば、簡単でおそらく十分に正確な検査を行うことができます。大きな（または背の高い）透明なガラス容器に検査対象の水を満たします。アンモニア水を数滴加え、水が明らかにアルカリ性になるまで続けます。次に、リン酸ソーダを少量加えます。この作用により、石灰、マグネシアなどがリン酸に変化し、ガラス容器の底に沈殿します。このようにして集められた物質の量から、水中の沈殿物とスケール形成物質の相対的な品質を大まかに知ることができます。

沸騰前に青色のリトマス紙が赤く変色する水は酸を含んでおり、加熱すると青色に戻る場合は炭酸ガスを含んでいます。リトマス紙は薬局で購入できます。

水に悪臭があり、酢酸鉛を含む黒い沈殿物が生じる場合は、硫黄分が含まれています。

実験としては、一般的な白色石鹸またはその他の純粋な石鹸をコップ一杯の水に溶かし、その溶液を数ティースプーン分、検査するコップ一杯の水にかき混ぜるという方法があります。沈殿する物質から、供給水に含まれるスケール形成物質の量を比較することができます。

154

給水に対するソーダの割合を確認するには、次の方法が推奨されます。

1. 1ガロンの給水に1/16オンスのソーダを加え、沸騰させます。2. 沸騰によって沈殿物が釜の底に沈んだら、澄んだ水を捨て、3. 1/2ドラクマのソーダを加えます。水が透明なままであれば、最初に加えたソーダによって石灰が除去されています。濁っている場合は、ソーダを再度加える必要があります。

この方法により、給水の不純物を除去するために必要なソーダの量を十分に正確に推定し、適切な割合を給水に追加することができます。

少しの判断力と、よく洗浄した容器や試験管などを使用した純粋な化学薬品の使用により、以下の試薬で蒸気ボイラーの鉄の表面を傷つける最も重要な要素の特性を判定できます。

炭酸は重晶石水で示されます。
硫酸塩は塩化バリウムで示されます。
塩化物は硝酸銀で示されます。
石灰塩はシュウ酸アンモニアで示されます。
有機物は塩化水銀で示されます。

さまざまな特許取得済みのボイラー化合物のより優れたクラスの「ベース」はタンニン（タンニン酸の由来）と何らかの形のアルカリであり、化合物からこれら 2 つの要素が失われると、まったく価値がなくなります。

確かに一部の製品には塩化アンモニウム、塩酸、塩酸、硫酸などが含まれているため、ボイラーの破壊剤として作用せざるを得ません。

タンニンまたはタンニン酸は、革の製造に用いられる主成分です。様々な植物に含まれており、サッサフラスの根にはタンニンが多く含まれ、また、没食子（ガルナッツ）や様々な樹木（特にオーク）の樹皮にも含まれています。

この酸の存在こそが、タンニンの樹皮、カテキュゴム（タンニン酸の半分を含むこともある）など、多くの「化合物」に価値を与える唯一のものである。155酸は、多量の硫酸石灰が存在する場所ではほとんど効果がないようですが、炭酸石灰が優勢な水ではその洗浄力はより顕著になります。

特許庁の記録によれば、あるボイラー化合物 にはカテキュが 23 パーセント含まれており、他の化合物にはそれぞれ 60、81、5 パーセント含まれていることが示されています。このことから、この薬剤が大量の量で販売され、主にソーダなどの他の化学物質と組み合わせて販売されていたことが推測されます。

注記。
きれいなタンニンなめしの樹皮に浸した水は、ボイラーの汚れ落としには効果的かもしれませんが、実際には、樽から取り出した「タンニン液」を使用することは非常に危険であることが判明しています。この危険性は、革なめしの工程において、液に必要な濃度を与えるために硫酸を加えると、自然発酵では必要な酸度が得られないことがあるためです。やがて、この腐食性物質はボイラーに悪影響を及ぼします。

ボイラーにおける石油の使用。
蒸気ボイラーで原油（未精製）鉱油を使用すると、混入した不純物や異物によるリスクが伴います。これらの不純物や異物は水中の土分と結合しやすく、スケール防止効果を発揮するどころか、むしろ固まってしまいます。また、原油に含まれるタールやワックスが蒸気ボイラー内の堆積物と結合し、ペースト状の物質が水がプレートに届かず、保護効果も低下させてしまうのです。これは特に、火床上に平らな面を持つシェルボイラーで顕著です。精製鉱油には、これらのデメリットは一切ありません。

灯油には原油の使用から得られる利点がすべて備わっており、上記の反対意見は完全に解消されています。

蒸気を利用するシステムの一つでは、灯油や石油の使用は推奨できません。なぜなら、調理目的で生蒸気を使用すると、油の臭いが肉やその他の食品に染み込んでしまうからです。

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ボイラー内の灯油。
特定の条件下で、注意と判断をもって精製石油を使用すると、蒸気ボイラーのスケールを除去し、防止するのに非常に有利であることがわかっています。

純粋な灯油を蒸気ボイラーに体系的、規則的、かつ均一に供給してもスケール形成に効果がないという十分に検証された事例はありません。

シリンダー油をエンジンに供給するのと同じ方法でオイルを使用すると、最良の結果が得られます。灯油は、1/4 インチの分岐を介して給水ポンプの吸入管に導入され、オイルの入った容器に導かれるため、通常の給水と同時に、量の大小を問わず任意の量をボイラーに投入できます。この配置の欠点は、給水ヒーターを清掃する必要がある場合、1 ガロン以上のオイルが失われることが多いことです。この方法で使用すると、非常に不快な臭いと相まって、使用が妨げられる傾向があります。しかし、ボイラーとヒーターの間にパイプで接続すると、これらの問題はなくなります。157 ページに切り抜きで示されている配置を紹介します。

これは、視認供給機能付きの貯蔵システムに過ぎず、これを使用することで、必要に応じて油を一滴ずつ供給することができます。貯蔵庫に入る水滴ごとに、油滴が 1 ⁄ 4インチの小さなパイプを通り、ガラス管を通ってボイラーに送り込まれます。

配管では、図に示すように、水または大きい方のパイプ ( 1 ⁄ 2インチ) を下のプラグに通して接続し、図に示すように、オイルを小さい方のパイプ ( 1 ⁄ 4インチ) に通す必要があります。つまり、どのような状況でも、オイル パイプは 2 つのうち小さい方である必要があります。

図には、長さ約1フィートの6インチガス管が両端に栓で塞がれている様子が示されています。上側の栓には、1インチのニップル「a」を接続するための開口部が1つあります。この開口部は、タンクに油を充填する際に使用します。下側の栓には2つの穴があり、1つは1⁄2インチの水道管用、もう1つは小型のペットコック「B」を接続するための穴で、タンクに灯油を補充する際に水を排出します。水位計の接続部は157ボイラーで使われる、箱やニップルなどが付いた、一般的な安価な真鍮製の器具で、ガラスの底と上部はゴム製のガスケットで覆われています。このガラスは、タンク内の水と油の深さ、そして有害なスケールを軟化させるという有益な役割を担う微量の油滴の供給を明瞭に示します。水ガラスには通常2つのバルブがあり、下側のバルブを開閉することで、使用する油の量を微調整できます。これらのバルブは、必要な時にいつでも装置への供給を完全に停止するために使用できます。

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ボイラーへの灯油供給方法—図69

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注意:これらのバルブのそれぞれが制御するホルダー内のねじ接続の端が1 ⁄ 4インチでない場合は、縮小エルボを使用する必要があります。これは、リザーバー内のスタンド パイプとして使用する場合、1 ⁄ 4 インチのパイプが最も満足のいく結果をもたらすためです。

ボイラーに供給する油の量は、主に実験によって決定されます。最初は最小限の量から始め、スケールの形成を抑えるために必要に応じて量を増やしていきます。直径4フィート、長さ12フィートのボイラーでは、週に2クォートの油で十分であることが分かっています。直径5フィートのボイラーでは、週に3クォートの油で十分です。この量は推奨される最小量とみなされ、例えば125馬力のボイラーで最大容量の水を蒸発させる場合、1日あたり1～2ガロンまで増やすことができます。

慎重な実験の結果、灯油の使用が正当化され、スケールは過去 4 年間の経験よりも少なく、ボイラーの大部分はきれいな黒い鋼を示し、新品時と同様に明らかに良好な状態でした。

このケースでは、ボイラーで使用された灯油の量は少量であったにもかかわらず、どの建物のどの蒸気放熱器の空気弁を開けても臭いが感じられました。週に1ガロン（約4.8リットル）も使用すると臭いは非常に強くなりましたが、その半分の量ではほとんど感じられなくなり、空気弁を長期間開けたままにした場合のみ臭いが感じられる程度でした。また、灯油の使用開始以来、建物内の様々なスチームトラップに通常よりもはるかに多くの錆びが付着しているのが見つかりました。これは、灯油がシステム全体の配管にも浄化作用を及ぼしていることを示しています。

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注意。ボイラーの内面からスケールが落ちるので、それを除去する準備が必要です。時には大量のスケールが炉の上に直接堆積することもあります。したがって、ボイラーがひどく汚れていることが分かっている場合は、ボイラーを洗浄する予定の 3 日以上前に灯油を初めて入れないでください。

注2.ボイラーを清掃する前に、安全弁を開けて灯油から発生するガスを逃がしてください。ランプやろうそくを使用する場合は、必ずそうしなければなりませんが、これは常に遵守すべき予防措置です。つまり、あらゆる種類のボイラー、ヒーター、タンクにランプやトーチを持って入る前に、適切に換気してください。これらのガスは爆発を引き起こす可能性は低いですが、非常に速く燃焼するため、事故の機会を与えることなく速やかに除去する必要があります。

ガスの蓄積は、蒸気ボイラーのスケール防止用の灯油の使用に限定されず、製粉所、菓子工場、電線管、醸造所のタンクなどでも発生します。したがって、常識的な予防措置を講じれば、蒸気ボイラーで灯油を使用しても余分なリスクはありません。

機械式ボイラークリーナー。
（１）給水に含まれる不純物のほぼ全てが、加圧下で得られる高温によって遊離するという事実、（２）これらの不純物が蒸気の継続的な使用によってボイラー内に残るという事実により、残留水には、（除去された水が）泥やスケールなどを構成する異物からなる残留物がますます含浸されるという結果になる。

昔も今も、この水を1日1～2回、定期的に1～2ゲージ分「吹き飛ばし」、密度の低い真水と交換するのが習慣となっている。これは異物を除去する方法としては非常に不完全であることは容易に認められるが、吹き飛ばした水に含まれる熱量はすべて無駄になる。

さて、ボイラーの使用中、炉の猛烈な熱の作用下で、ボイラー内部は絶えず変化します。160沸騰、蒸気の排出、そして温水の上昇と冷水の降下による絶え間ない努力によって生じる水の位置。こうして水は、何らかの原因で水が動かない場所を除き、沈殿物を含むボイラー内のあらゆるものを循環させます。これらの静かな場所には、水中に含まれる他の場所では活発な異物が絶えず堆積します。これらの異物は、放置されると泥や水垢の形で堆積し、損失や危険をもたらします。

これらの事実と温水と冷水の循環の原理を利用することで、機械式ボイラークリーナーが効果的に使用されるようになります。

水を静めて沈殿物を収集するこれらの装置は、様々な形状、サイズ、容量で作られており、ボイラー設備の側面や背面、さらにはボイラーの上部に設置されています。コイル状のパイプを炉の側面に固定し、最大の熱にさらすシステムもあります。このパイプは、面積が広いため、最も効率的な貯留層として機能します。これらの装置にはすべて、下層の最も冷たい水に接続された上昇パイプと、最も熱い水の上部に接続された戻りパイプがあります。この配置により、火の強さに応じて速度が増減する一定の水流が確保され、燃焼が続く限りこの水流が維持されます。この水流が貯留層を通過する場所では、面積が広く比較的静かなため、沈殿物の堆積に適しており、実際の経験では、ほぼすべての沈殿物が堆積します。不純物の回収は、上昇管の開口部に設置された漏斗状の装置によって促進されます。この装置は、熱水の急速な流れを利用して、浮遊スカムを貯水槽へと運びます。貯水槽にはブローオフパイプが接続されており、必要に応じて堆積物を除去することができます。

これらの機械式クリーナーの用途は、次の理由から容易に理解できます。(1) 沈殿物が溜まる場所を提供する。(2) ボイラーを開けてボイラーの残骸を手で取り除く必要がなくなる。(3) 1～2 ゲージの水を頻繁に吹き飛ばす必要がなくなるため燃料を節約できる。(4) スケールの形成とそれに伴う悪影響を防ぐ。

161

スクミング装置。
各ボイラーには、底部吹き出し装置に加えて、表面に浮遊する異物の微粒子を除去するために表面から水を吹き出す手段が備え付けられている必要があります。これらの微粒子は加熱面上で沈殿し、スケールとして固まります。

図70.
スカムコック

最も単純な形態では、水面近く、水面下に設置された受け皿または円錐形のスコップが、ボイラー本体を貫通するパイプに接続されています。パイプにはコックまたはバルブが取り付けられており、受け皿に堆積した不純物を含んだ水の排出を調節します。この目的のために、特許取得済みの装置があり、設計が優れており、ボイラーに簡単に取り付けられます。

図70に示す表面ブローオフの役割は、水中の溶液から沈殿した異物を除去することです。

時折使用される表面ブローオフは、このスカムの大部分を除去し、ボイラーをスケールや泥から適度に保護します。汚水や泥水をボイラーに供給する場合、表面ブローオフはボイラーを清潔に保つための最も安価で効率的な手段の一つです。表面ブローオフの効率は、一部の機械式ボイラークリーナーほど高くありません。なぜなら、これらの装置を使用すると温水を無駄にする必要がないためです。これが表面ブローオフに対する最大の反対意見です。なぜなら、一部の人々は使用するたびに大量の熱湯を無駄にしているからです。しかし、これらの装置はどちらも、ボイラー内の水面に沈殿したミネラルや植物質を除去するため、実質的にはスキマーです。これは、ブローオフによって行われます。162機械式ボイラークリーナーはスカムを除去しますが、水はボイラーに戻します。

表面ブローオフを効果的に設置する方法はいくつかあります。ブローオフの主要部分は、水面上に水平に設置されたパンまたは多孔管です。このパンまたは多孔管は、ボイラーの外側にある、スカムを吹き飛ばすのに適した場所につながるパイプを備えています。多孔管を使用する場合、バルブが開いている間にスカムが水面から押し出され、パイプを通して吹き飛ばされます。この種の装置を使用する場合、頻繁にブローする必要がありますが、一度に一瞬だけ行う必要があります。パイプ付近のスカムはすべて即座に除去されるためです。パイプ付近のスカムを除去するために必要以上に長くバルブを開いたままにすると、きれいな水や蒸気が漏れ出し、無駄になってしまいます。図 70に示すように、パンを使用し、その上部が通常の水位で固定されるように固定し、パンの底近くからブローオフパイプを伸ばした場合、頻繁に使用する必要がなくなり、水と蒸気の無駄がそれほど大きくならないため、穴あきパイプ配置よりも効率的です。パンは水中に渦を発生させ、すべてのスカムを上部に集めます。そこで水が静まっているため、スカムは徐々にパンに沈み、泥として残ります。ブローオフバルブが開かれると、集まった泥の大部分は吹き飛ばされますが、ごくわずかな水しか吹き飛ばされません。

船舶ボイラーにおける亜鉛の使用。
亜鉛は長年にわたり船舶ボイラーに使用されてきましたが、1880年に海軍委員会の報告書が公表されて初めて、亜鉛の使用が一般化しました。亜鉛は様々な方法で使用されてきました。1. 新品のスペルター（様々なサイズの長方形の板状で輸入される）。2. 鋳造亜鉛、または再溶解亜鉛。3. 鋳造亜鉛ボタン（通常は新品のスペルターまたは新しいきれいな亜鉛の切りくずから作られる）。4. 亜鉛球。5. 圧延亜鉛ブロック（通常は12インチ×6インチ、厚さは1/4インチから1 1/2インチまで様々で、通常は 中央に13/16インチの穴が開けられている） 。

163

均一な組織で不純物を含まない、緻密な結晶粒の亜鉛を使用することが望ましく、圧延亜鉛はこの要件を満たすようです。摩耗は完全に表面に限られており、変形したり破損したりすることはありません。むしろ、徐々に摩耗し、かつての亜鉛の骨格のようなわずかな破片だけが残るまでになります。

ボイラーにおける亜鉛の使用は主に腐食防止を目的としていますが、亜鉛には付着物の量を減らし、亜鉛を柔らかくして付着性を低下させる効果もあります。

テーブル

1 週間あたり 6,000 ガロン (1 ガロンあたり 58,318 グレイン) を蒸発させるときに蒸気ボイラーに集まる沈殿物の量を示します。

1ガロン
の給水が華氏212度で
蒸発乾固すると、穀物に固形物が残ります。

ボイラーに1週間
に集まる固形物の量は次のようになります。
穀物。 ポンド。 オンス。
1 13.714
2 1 11.428
3 2 9.143
4 3 6.857
5 4 4.571
6 5 2.285
7 6
8 6 13.714
9 7 11.428
10 8 9.142
15 12 13.713
20 17 2.284
25 21 6.855
30 25 11.426
35 30
40 34 4.571
45 38 9.143
50 42 13.714
55 47 2.285
60 51 6.857
65 55 11.428
70 60
75 64 4.571
80 68 9.143
85 72 13.714
90 77 2.285
95 81 6.857
100 85 11.428
110 94 4.571
120 102 13.714
130 111 6.857
140 120
150 128 9.142
160 137 2.285
170 145 11.428
180 154 4.571
164

ボイラー設備および備品。
ボイラーは特定の備品がなければ完成しません。ボイラーに適切に水を供給するための給水ポンプまたはインジェクター、供給パイプ、給水弁、安全給水弁、逆止弁が必要です。また、ボイラー内の水位を下げたり完全に空にしたりするためのゲージコック、ガラス製水位計、バルブ付きの吹き込み管、一定圧力を超えた蒸気をボイラーから逃がす安全弁、水から異物を可能な限り除去するためのスカム装置、蒸気を必要な場所に送るための蒸気管、点検と清掃のためのカバーとガード付きのマンホールとハンドホール、ボイラー内の圧力を常に正確に示す耐腐食性蒸気ゲージ、そして「水位低下」の時に警告を発する可溶栓が必要です。

このように、ボイラーについて話すとき、ボイラー本体だけでなく、その備品や付属物全体も意味していることがわかります。以下は、その一部にすぎません。

給水ポンプ、
注射器または吸入器、
チェックバルブ、
ゲージコック、
ガラス水位計、
コックを試してみてください、
ブローアウト装置、
ブローオフバルブ、
安全弁、
スカム装置、
蒸気計、
ヒューズプラグ、
表面吹き出しコック、
格子バー、
バッフルまたはシールドプレート、
マッドドラム、
給水加熱器、
ボイラー前面、
デッドプレート、
蒸気圧力記録
ゲージ、
蒸気計用排水コック、
スチームトラップ、
蒸気笛。
165

これらはすべてボイラー本体の付属部品であり、内部機能に直接関係しています。しかし、それに加えて、ボイラーを支える突起、台座、ブラケット、バインダー、ロッド、壁板を備えたボイラーを設置する石積み、扉、アンカーボルトなどを備えたボイラー前面、アーチプレート、ベアラーバー、グレートバー、ダンパー、そして最後に、煙突があります。これらはすべて、ボイラーが適切に機能するために不可欠です。さらに、火かき棒、煙道ブラシ、スクレーパー、スケーリングツール、そしてボイラーを洗浄するためのホース、そしてハンマー、ノミ、レンチなども必要です。

船舶用ボイラーの付属品および接続部品は、陸上の蒸気発生器のものと似ており、特殊な環境に適応するという点のみが異なります。

ボイラーの効率と経済性の面での適切な動作は、多数の付属装置の数、適切な割合、動作の調和に大きく依存しており、それらの設計と取り付けには最大限の注意と技術が必要です。

ここで、すべての蒸気ボイラー付属装置の完全なリストと説明が示されているとは考えないでください。それは、本書全体の範囲を超える作業です。

ボイラー前面。
ボイラーの前面はさまざまなスタイルで作られており、ほぼすべてのメーカーが、自社のボイラーに使用し、他社には使用されていない独特なデザインポイントを持っています。

ここに示したイラストには、4 つの主なデザインが示されています。

1.フラッシュフロントを図72に示します。

2.図73に示す張り出した前線。

3. 正面断面図、図74。

4.図75に示すような突破口のある前線。

フラッシュ フロントはフロントの最も初期の形式のひとつであり、満足感が得られることが多いものの、特定の事故が発生する傾向があります。166

水管ボイラーの正面図。—図71。

フラッシュフロント。—図72。

カット 72 からわかるように、この設置方法では、煙アーチの前面はレンガ積みの前面と面一になっており、フロント ヘッドのすぐ外側にある乾式シートはレンガ積みに組み込まれています。レンガ積みを突き抜けた火の熱は、内側の水で保護されていないこのシートに当たります。炉壁が適切な状態である限り、このように伝達される熱は問題になるほどで​​はありません。しかし、しばらく稼働すると、レンガが防火扉の上から剥がれ落ちやすくなり、乾式シートの一部が火の直接作用にさらされ、熱によって焼けたり損傷したりすることがあります。また、ヘッドをシェルに取り付ける際に、最前列のリベット周辺で漏れが生じる可能性もあります。

張り出した前面では、乾いたシートがボイラー室に突き出るようボイラーを設置することで、この傾向を完全に防ぐことができます。ボイラーをこのように設置すると、防火扉の上のレンガが剥がれ落ちてしまいます。167効果は加熱面積をわずかに増加させることだけです。熱が当たるシートは内側の水で保護されているため、損傷はありません。

張り出した前面。—図73。

突出した前面に対して、火夫の邪魔になるという反対意見が時々挙げられます。この問題を解消しつつ、この種の前面の利点をすべて維持するために、カットアウェイ方式が採用されるようになりました。この形式では、下部、つまり前面板が斜めに切り取られているため、最下部ではボイラーがレンガ壁からわずかに突き出ているだけです。

カットアウェイフロント—図74。

フラッシュフロントとオーバーハングフロントでは、ドアは横開きで、垂直のヒンジで回転します。一方、カットアウェイフロントでは、チューブドアの配置としては、上部に水平にヒンジを設け、ドアを上向きに開くのが最適です。しかし、このような配置ではドアの取り扱いが容易ではありません。支えとして、屋根から吊るすフックとチェーンを用意する必要があります。168

マンホールの正面。—図75。

図75は、他の3つのボイラーと全体的な設計が類似しているものの、鋳鉄製の前面の代わりに、管の上まで降りてきて燃焼ガスを受け止める鉄板製の排気管がボルトで固定されている点を除けば、設置例を示している。図75では、管の下にマンホールが示されている。これはもちろん排気管の必須機能ではないが、このような前面では、アクセスが非常に容易になるように、管の下にマンホールを容易に設置できることがわかる。

これらの一般的なボイラー正面に加えて、特許ボイラーや水上ボイラーなどのために特別に設計された正面があり、これらは装飾的で魅力的なデザインで作られることが多い。図71は、水管式ボイラーに使用されている美しく適切なデザインを示している。

炉の扉。
炉の扉の設計で考慮すべき主な点は、扉を通した熱の放射を防ぐことと、煙や未燃焼ガスの消費を助けるために燃焼燃料の上に空気を取り入れることです。

ドアが非常に過酷な使用条件にさらされる場合、例えば機関車や船舶のボイラーなどでは、空気を取り入れる手段は最も単純なものでなければならず、通常は図76に示すような小さな穴で構成されている。169機関車ボイラーの炉扉の正面図と断面図。燃焼燃料の熱が外扉の穴から放射されるのを防ぐため、外扉から約1.5インチ離れた位置に第二のバッフル板（バッフルプレート）が取り付けられている。このバッフル板の穴は、扉本体の方向とは一致していない。外気から常に冷気が流入するため、放射または伝導によって扉に伝わる熱の大部分は炉内に戻る。

図76.

上記と同様の扉は、燃料の上部に少量の新鮮な空気を絶えず供給するように設計されていますが、実際には、新鮮な燃料が火格子に投入された後、火の上に空気が必要なのは数分間だけで、その後は大量の空気が必要になります。陸上ボイラーの場合、炉扉の処理は比較的緩やかなので、この目的を達成するために必要な複雑な構造を導入することが可能です。

図77.

170

図 77 はニューイングランドで広く使用されている配置を示しており、ダイアフラムによって空気が加熱された内側のプレートまたはバッフル プレートを前後に通過し、最良の結果が得られます。

空気は、まず、自然の通風によって、ドアの下部にある一列の穴Aを通って鉄製のドアとライニングの間の空洞に引き込まれます。ただし、この穴は、図には示されていないスライドによって制御されます。次に、単純に配置されたダイヤフラムによってドアの幅方向に前後に流れ、最後に、図のBに示すように、ドアのライニングの上部に開けられた一連の小さな開口部を通って炉に注入されます。

空気は低温でドアに入るかもしれませんが、循環中に常に加熱され、炉に入った瞬間に、炉の膨張ガスと混ざって強烈な熱で燃え上がる状態になります。

コーンウォールとランカシャーのボイラーで一般的に使用されている構造は、外扉に多数の放射状のスリットを設け、通常の窓換気扇と同じように開閉できるようにするものです。他にも、より複雑な構造が頻繁に考案されていますが、これらは正常な状態であれば非常に効果的に機能します。しかし、工場のボイラーであっても、炉扉は頻繁に衝撃を受けるため、繊細な機構はすぐに故障してしまいます。

炉の扉は、燃料が火格子領域に適切に分配されることを考慮して、できる限り小さくする必要があります。そうでないと、扉を急に開けたときに大量の冷気が流れ込み、煙道を冷やし、管板などにかなりの損傷を与える可能性があります。このため、火格子の幅が 40 インチを超える場合は、交互に燃料を供給できる、各炉に 2 つの扉を設けることが望ましいです。

燃料を補給するために炉の扉を開けると冷たい空気が流れ込み大きな損失が生じるため、必要に応じて石炭を供給する「機械式ストーカー」、つまり自動ボイラー給炭装置を開発するための費用のかかる実験が行われることになった。

171

ヒューズ付きプラグ。
一部の州では、ボイラーの最高火線に可溶栓を設置することが、重い罰則を伴い法律で義務付けられています。可溶栓の目的は、水位低下を最も強く警告すると同時に、ボイラー内の危険な圧力を軽減することです。

図78.

図79.

図78と79は、最も一般的に使用される2つの形態を示しており、次のページのカット80は、水位が危険なほど低い位置まで下がった場合に作動する装置を示しています。図では、この装置は機関車用ボイラーに接続されていますが、一般的な管状ボイラーでは、プラグは通常、ボイラーの後部ヘッドに挿入されます。これにより、作動時に消防士が危険にさらされることはありません。

これらの装置は、安全管路においてボイラー胴体にねじ込まれるように設計されています。図78と79は、その構造を示しています。ボイラーにねじ込まれる部分は胴体と呼ばれ、通常は真鍮で作られています。内部の部分はプラグと呼ばれ、バンカ錫のような軟質金属、または鉛、錫、ビスマスからなる化合物で作られています。この化合物は、水位が危険なほど低い位置まで下がった場合、適切な箇所で容易に溶解して水が逃げ出します。

プラグを充填するために使用される材料の構成にはかなりの多様性があり、間違ったタイミングで爆発しないように、その融点が蒸気の温度よりも低くてはなりません。

172

ヒューズ付き安全プラグ
図80。

できるだけ早く作業を継続する必要がある時に水位低下の事故が発生した場合、可溶金属の溶融によって生じた開口部に松の栓を打ち込むことができます。いずれにしても、可溶キャップの交換は短時間で完了します。ナットを緩めて新しいキャップを差し込むだけで済み、装置の他の部分はそのまま残ります。

プラグは定期的に交換し、ボイラー内部の露出面はスケールや堆積物が付着しないよう注意する必要があります。可溶部はボイラー本体を貫通しており、溶けると水や蒸気の排出口となります。

米国で使用されているすべての船舶用ボイラーには、直径 1/2 インチの純錫製の可溶プラグを取り付けることが義務付けられており、ほぼすべての一流ボイラー製造業者は、製造するすべてのボイラーにこの可溶プラグを取り付けています。

173

格子バー。

図81.

火格子は炉器具の非常に重要な部分です。火格子は、炉の前後に配置された鉄製の支持棒に支えられた多数の鋳鉄製の棒で構成されています。特殊な燃料の種類に対応するため、無数の形状の火格子が考案されてきました。一般的に使用されているタイプを図82に示します。

図82.

これらの断面図は、1 本のバーの側面図と断面図、および 3 本のバーを配置した平面図を示しています。各バーは実際には小さな桁であり、上面が底面よりも幅広になっています。各バーには鋳造された突起があり、その幅によって空気が通る開口部のサイズが決まります。この開口部の幅は燃料の性質によって異なります。無煙炭の場合は最大で3 ⁄ 4インチですが、軟質炭の場合は5 ⁄ 8 ～3 ⁄ 4インチがよく使用されます。エンドウ豆炭やナッツ炭の場合は、それらよりもさらに小さい1 ⁄ 4インチと 3 ⁄ 8インチの開口部が使用されます。木材の場合、開口部の幅は1インチである必要があります。

長い炉の場合、図83に示すように、バーは通常2つの長さに分割され、火格子の中央に支柱が設けられます。一般的に、長い火格子は、外側に向かってかなり傾斜して設置されます。174燃料の分配を容易にするために橋の長さを調整します。1 インチを 1 フィートにするのが一般的に認められた規則です。

図83.

図84.

ロッキング式とシェーキング式の火格子は現在、非常に広く使用されています。これらは灰の排出機構と組み合わせることで、火夫の労力を大幅に軽減し、また、スラック燃料などの安価な燃料を使用できることから、非常に経済的です。この形式の火格子バーに関する特許はいくつか取得されており、すべて基本的に同じ原理で作動します。図84 は、シェーキング式の効率的な火格子の一例です。図に示すように、火格子は灰とクリンカーを排出するように配置されています。逆方向に動かすことで、火格子の平面が復元されます。

格子バーのトラブルは、過度の熱による反りやねじれ、そして同じ原因による焼損によって発生します。これが、格子バーが非常に狭く、非常に深いという特殊な形状をしている理由です。無料の入門書175空気は完全燃焼を引き起こすだけでなく、バ​​ーの保存にも役立ちます。

火格子は通常、後方に向かって傾斜するように配置され、傾斜の度合いは 1 ～ 2 インチです。これにより、炉への石炭の投入がいくらか容易になります。

火格子と加熱面の比率は、使用する燃料の種類によって決定する必要があります。火格子の大きさが強制的に火を起こす程度で、煙突に入るガスの温度がボイラー内の水温よりわずか数度高い程度であれば、最も経済的な燃焼が得られます。

火格子が大きすぎて火を強制的に起こすことができない場合は、当然燃焼が遅くなり、その結果、炉内の温度は低くなり、逃げるガスによる損失が大きくなります。

利用できる熱は、ボイラー内の火と水の温度差によって生じる熱だけであることを念頭に置く必要があります。例えば、炉内の温度が975℃で、ボイラー内の水が80ポンドの蒸気によって325℃になっている場合、利用できる熱はその差、つまり総熱量の2 ⁄ 3であることは明らかです。一方、火を強制的に起こし、炉の温度を2600℃まで上げると、総熱量の7 ⁄ 8を利用できます。したがって、火格子は火が急速に燃え上がるような大きさである必要があることは明らかです。

実際の火格子と加熱面の比率は、いかなる場合でも 1 対 40 未満であってはなりませんが、多くの場合、1 対 50 が有利です。この比率であれば、非常に強い火力でも、熱の大部分がボイラー内の水に伝達されます。

水格子棒は 1824 年に発明され、それ以来機関車や船舶ボイラーに頻繁に使用されていますが、一般受けは高くないようで、定置式ボイラーではほとんど知られていません。

これらに対して主張されている反対意見は、メンテナンスの費用、付属品や接続部品、そして破裂したり焼損した場合に深刻な結果を招く可能性があることである。

176

水位計コック。
ボイラーの管理者はボイラー内の水位の位置を正確に把握することが最も重要です。

図85.

これらの付属部品はトライコックとも呼ばれ、通常、ボイラー前面の目につきやすくアクセスしやすい位置に取り付けられます。1つは蒸気のみを噴出する部品、1つは水位（作業水位）、そして3つ目は最低水位、つまりボイラーの火線最高点から3インチ（約7.5cm）上になるように配置されます。図85の断面図は、これらの一般的な配置を示しています。

コック自体を必ずしも上記の位置に設置する必要はありません。ただし、コック内部にパイプが突出しており、その端部が上記の水位に対応していれば問題ありません。これらのコックを容易に清掃できるように、通常、プラグのポートまたは開口部の反対側のコックにプラグが取り付けられており、これを取り外すと針を簡単に挿入できます。

ゲージやコックは毎日何度もテストする必要があります。開いた時は、必ず上のコックから蒸気を、下のコックから 水を出すようにしてください。コックから蒸気が出ているのか水が出ているのかを確認するために、十分な時間、開いたままにしておいてください。これは指導上の問題ですが、少し経験を積んだ初心者なら、音で違いを判別できます。

このように汎用的な装置には非常に多くの形式と配置がありますが、それらはすべて上記と同じ原理に基づいて動作します。

177

ガラスゲージ。
これらは水位を確認するための第二の、そして補助的な手段です。ほぼすべてのボイラーにはトライコックとガラスゲージの両方が付属しており、水位を正確に把握することが非常に重要であるため、上記の二つの方法に加えて、水面に浮かべたフロートを用いた第三の方法が用いられることもあります。

図86.

ガラス水位計柱は、ボイラー前面にボルトで固定された直立鋳物で構成され、その中に、ガラスゲージを収容するためのスタッフィングボックスを備えた2つのコックが取り付けられています。これらのコックのうち下側のコックには、ガラスゲージを吹き飛ばすための排水コックも取り付けられています。

トライコックは、上記の基準または柱の上に設置されることが多い。

ゲージ ガラスの機能は、自然の重力によってボイラー内の水位を表示することです。最適な位置は、エンジン ルームから見える場所で、できるだけボイラーに近く、できれば直径の中央線上、最も低い部分がボイラーの火線の最も高い部分より約 2 インチ上に、中央部分がさらに 9 インチ上に、ガラスの見える部分の合計が 18 インチになるように配置します。

ガラス水位計には、上下にパイプ接続部があるものがあります。この配置の目的は、一方のパイプを蒸気ドームに、もう一方のパイプをボイラー底部近くに設置することで、ガラス内の水位を一定に保つことです。一方のパイプは泡立ちの影響を受けにくく、もう一方のパイプは水の沸騰の影響を受けにくいからです。これらのパイプのボイラー側端には、必ずコックを取り付ける必要があります。178配管事故が発生した場合、蒸気と水が遮断される可能性があります。

ガラスは破裂しやすく、汚れで詰まってしまいます。以前の不具合は、ボイラーに接続されているコックを閉めて新しいガラスに交換することで簡単に修復できます。泥や沈殿物は、前述の排水コックまたはブローアウトコックを開き、蒸気または水、あるいはその両方をガラスに流すことで除去できます。これにより、すべての沈殿物が効果的に吹き飛ばされ、ガラスは再び良好な状態になり、ボイラー内の水位がわかるようになります。

グラスに繋がっているコックを開ける際は、グラスが破裂する恐れがあるので注意して行ってください。

ボイラー側のガラスの全長にわたって走る白い帯は、管内の水位の変化を観察するのに非常に役立ちます。

ゲージグラスを清掃するために取り外す必要はありません。市販の洗浄器具の中には、上部のプラグを取り外し、棒の先に少量の吸上液​​をつけて洗浄できるものがあります。ガラスはわずかな傷でも割れてしまうため、ワイヤーは使用しないでください。ガラスを取り付ける際は柔らかいゴム製のガスケットを使用し、漏れが止まるまでしっかりと締め付けてください。ガラスが金属に接触しないようにしてください。古い硬いガスケットでガラスを元通りに取り付けようとしないでください。同じセットのガラスでも、2つとして同じように動作することはありません。

水位線を示すために使用されるガラスは、「鉛ガラス」と呼ばれる軟質ガラスで作られており、簡単に切断、つまり直角に割ることができます。それらのほとんどは、割る必要がある場所にヤスリで切り込みを入れることで割ることができます。切り込みを入れた後、ガラスを割るときのように親指を当てます。そうすれば、簡単に割れ、まっすぐできれいな破片ができます。ガラス管が脆い場合は（一部のガラス管は脆いので）、手を切らないように、切り込みの両側に2枚の紙をガラスに巻き付けます。端がざらざらしていたり​​不均一だったりする場合は、ヤスリで削るか砥石で滑らかにすることができます。

イギリスのマンチェスターボイラー協会は、水位計への不注意が他のすべての原因よりも多くの事故の原因になっているとしている。179組み立てられたガラスは、水や蒸気でできています。したがって、これらのガラスを清潔に保つことは非常に重要です。ボイラー室に入ると、スタッフィングボックスの漏れから蒸気や水が吹き出し、ガラスの外側を伝って水垢が付着しているのを見つけるのは珍しいことではありません。この付着物が形成されると、除去が困難な場合があり、技師が水垢を取り除こうとしてガラスを割ってしまうことも少なくありません。水垢が一度付着した後は、布切れで拭き取れるほど柔らかくなっている場合を除き、ガラスを取り出し、塩酸と水を半分ずつ混ぜた溶液に浸すか、洗浄するのが最善です。水垢が再び付着して固まるのを防ぐには、ガラスを元に戻す前にグリセリンに浸す必要があります。

マッドドラム。
泥ドラムはボイラーに取り付けられ、水から沈殿した堆積物の大部分を捕捉・保持する役割を担います。泥ドラムを効果的に機能させるには、火の熱から保護する必要があります。なぜなら、内部の水を沸騰させるのに十分な熱を受けると、堆積していた堆積物はすべて水の沸騰によって噴出するため、本来の目的を果たせなくなるからです。ドラムがボイラーの下にある場合、堆積物を捕捉するのに適していません。沸騰水は堆積物を上部に持ち上げるのに十分な水流を発生させるか、激しく攪拌し続けるため、ボイラーが蒸気を発生させている限り、堆積物がどこかに堆積する機会はほとんどありません。その後、水の流れが静まると、堆積物の大部分は管と胴体の湾曲部に堆積します。ドラムの首部に落ちる少量は、主にこの装置の非効率性を示すものです。一般的にボイラーの下に設置されているため、検査のためにアクセスするのは非常に困難であり、また、重要な部品であるため密閉されている必要があるため、そうでない場合よりも劣化が激しく、最も効率的な密閉は首の部分も密閉するため、180接合部またはその付近における膨張差は、すぐに漏れを引き起こし、場合によってはさらに深刻な事態を招く可能性があります。マッドドラムがボイラー壁の外側に配置され、適切に接続されていれば最も効率が上がるはずの場所に設置されると、マッドドラムは本来の目的を失い、機械的なボイラークリーナーと化します。これらの欠点により、マッドドラムはボイラー機器としては時代遅れになりつつあり、現在ではほとんど使用されていません。

バッフルプレート。
これらは、蒸気ボイラー内部で、出口パイプに向かう蒸気の急激な流れを阻止するために時々使用される装置であり、泡立ちを防ぐために蒸気の急流を遮る単純なプレートです。

図90は、ボイラーからエンジンへ蒸気が通過する際に衝突する仕切り鋳物によってバッフルプレートが示されています。ボイラー扉のライナーまたは内板もバッフルプレートです。

デッドプレート。
これは炉の扉のすぐ内側にある平らな鉄板で、石炭のより完全な燃焼を保証するために多くのボイラーで使用されています。

新しい燃料を投入する際は、火格子ではなくデッドプレートの上に置きます。この位置で石炭がコークス化され、石炭から発生するガスが炉内の既に高温の燃料の上を通過する際に発火します。デッドプレート上の燃料は前方に押し出され、デッドプレート上に次の燃料を投入するためのスペースが確保されます。しかし、他の箇所で説明されているように、より一般的には、燃料はデッドプレート上を横切って直接熱い火の上に投げ込まれます。

蒸気笛。
これらにはベルホイッスルとオルガンチューブホイッスルの2種類があり、後者は構造の簡素さと優れた音質により、現在ではベルホイッスルに取って代わろうとしています。改良されたタイプでは、チューブに分岐を設けて2つの異なる音を発することができ、これらの音は調和することも不協和音にすることもできます。同時に鳴らすと、遠くまで聞こえます。

蒸気をオンにするとすぐに笛が鳴ることが重要です。これを確実にするために、笛のパイプに水が入らないように細心の注意を払う必要があります。

181

蒸気ゲージ。
ダイヤル式蒸気ゲージの構造原理は、時計の文字盤に似た分割されたダイヤル内のポインターによって圧力を示すことができるというものです。ただし、時間と分ではなく、平方インチあたりの圧力のポンドを示します。

図87と88 は、楕円形のチューブで構成される通常のタイプのゲージを示しています。楕円形のチューブの一端はボイラー圧力と連通する蒸気管に接続され、他端は図に示すようにポインター スピンドルにギアで接続されています。

通常、逆サイフォン管がゲージの下に形成され、その目的は水を封じ込めて、蒸気の熱がゲージの機械を損傷したり、膨張によってゲージの動作を歪めたりすることを防ぐことです。

図87.

図88.

図89.

小さな排水コックを、蒸気ゲージのサイフォンの脚に取り付け、ボイラーに通じる位置に、もう一方の脚で水が上昇できる最高点と同じ高さに取り付ける必要があります。そうしないと、サイフォンのボイラー脚に水頭が集まり、圧力の上昇が示されます。

蒸気計は蒸気の圧力を示します182圧力は大気圧よりわずかに高いだけで、全圧力は完全な真空から測定されるため、蒸気計に表示される圧力に平均で14 7 ⁄ 10ポンドが追加されます。

これらのゲージは、加熱管の端に水が溜まり、加熱管を腐食させるため、故障しやすくなります。故障は、ボイラー内の蒸気圧を上げて安全弁から蒸気が噴き出す様子を観察し、人差し指の位置を記録すれば簡単にわかります。人差し指で記録された圧力は、当然のことながら、安全弁の既知の噴出圧力と一致するはずです。もし一致しない場合は、これらの計器のいずれか、あるいは両方が故障していると考えられます。したがって、このような場合、不一致が生じた場合は、蒸気ゲージの修正が必要であると考えられます。

また、蒸気圧が遮断されると、蒸気計の目盛りはゼロを指すことにも注意してください。蒸気計とボイラーの接続を閉じると同時に、蒸気計に空気を送り込むために、二方コックを使用する必要があります。

凍結しやすい寒冷環境に設置されている蒸気計は、蒸気が直接蒸気に接触しないようにしてください。ボイラーのバルブを閉じ、水滴を滴下させてください。また、ボイラーから蒸気を供給する前に、蒸気計の滴下口を閉じてください。これは、十分な量の蒸気が配管内で凝縮し、蒸気が蒸気計に衝突するのを防ぐのに必要な量の水を供給するためです。

蒸気ゲージの正確さを常に証明できる簡単な方法。

蒸気圧が通常の半分以下になった時点で、安全弁の噴出開始点にボールを置き、その位置に印を付けます。ボールを支点からこの印の2倍の距離まで移動させると、ゲージの指示値の2倍の圧力で噴出するはずです。そうでなければ、正しくありません。他の相対距離でも、状況に応じて調整できます。

183

蒸気分離器。
この器具は、インターセプターまたはキャッチウォーターとも呼ばれ、通常は T 字型のパイプです。

図90.

これはボイラーの設備や付属品ではありませんが、ボイラーと密接に関係しています。これは、蒸気が高圧でピストンの高速で使用されるときにボイラーの「プライミング」から生じる蒸気エンジンシリンダーへの危険を防ぐために、陸上エンジンと船舶エンジンの両方で急速に使用されるようになった装置です。

分離器は通常、機関室に設置され、よく見えるようになっています。蒸気はパイプをダイヤフラムプレートの周りを通り、再び機関蒸気管へと導かれます。これにより、ボイラーから蒸気とともに運ばれてくるプライミング剤や水滴は、遮断器または集水器の底に落ちます。集水器は、パイプの配置に応じて、底部に固定された排水コックを開くことで、そこから吹き出すことができます。排水コックの下端には水位計が取り付けられており、水が溜まっているかどうかが分かります。機関士は、この水が定期的に吹き出されていることを確認する必要があります。

図90は、この装置を製作できる最も単純な形態を示しています。矢印は蒸気の流れる方向、水が吹き出される開口部、そして水柱の取り付け位置を示しています。実際の構造では、分離器は蒸気管の直径の2倍、長さは直径の2.5～3倍にする必要があります。多くの場合、上部は円形、底部は平らですが、両端が半球形のものもあります。仕切り板は、蒸気管の底部から蒸気管の直径の半分まで延長する必要があります。

184

図91は、改良型の蒸気分離器を示しています。これは、両端に円錐状のコーンがしっかりと固定されたシェルまたはケーシングで構成されています。このコーンには、外側に沿って螺旋状に伸びる複数の翼が鋳造されています。分離器に入ると、蒸気はコーンによって拡散・外側に放出され、螺旋状の翼によって遠心運動が与えられます。これらの翼は曲面構造になっています。

分離器に入ると、蒸気は固体から蒸気管と同容積の環状空間へと即座に膨張し、その粒子は中心から除去され、より大きな遠心力を受けることがわかります。これにより、同伴する水やグリースなどは分離器のシェルに付着して沈殿し、分離器のシェルに沿って流れ、分離器の底部にある十分な大きさのウェルに集められ、そこで乾燥蒸気の流れから完全に遮断されます。

図91.

センチネルバルブ。
かつては、船舶用ボイラーには、作動圧力より1平方インチあたり数ポンド高い重りを載せた小型バルブを設置することが義務付けられていました。これは、安全弁が固着して圧力計の誤作動が発生した場合に、圧力超過時に警報を発するためでした。このようなバルブの直径は約3⁄4インチで、時には3⁄8インチほど小さいものもありました。小型安全弁をホイッスルに取り付ける方式も導入されましたが、安全に関する他の分野の進歩により、これらの特殊装置は今では名称のみで知られるようになっています。

185

ダンパーレギュレーター。
これらは、煙突の通風を制御し、ボイラー内の蒸気圧を自動的に、つまり人手を介さずに増減させるよく知られた装置です。図92に示すレギュレーターは、市販されている多くの優れたレギュレーターの一つであり、水圧によってダンパーを両方向に動かす力を有し、レバーの先端に約200ポンドの力を加えることで、ボイラー圧力の変動時にダンパーを確実に開閉させます。1ポンド未満の圧力変動でもダンパーを開閉します。この精密な調整により、蒸気ゲージの精度を検証できます。

図92.

このレギュレーターは、ボイラーからの水圧を動力源として利用することで、コネクティングロッドとクランクのない完全なエンジンとなり、バランスの取れたピストンバルブを備えています。このピストンバルブのバルブステムは、チェストの上端を通過する際に拡大され、チェストに鋳造された小さな開放型シリンダー内で作動する小面積のピストンへと接続されます。このピストンを押し出す圧力は、図に示すように、重りによって相殺されます。

差動運動は、小さなシリンダーの上部に示されている装置によって実現されます。

燃料エコノマイザと給水浄化装置。
図93に示すこの装置は、炉から煙突へ向かう燃焼廃棄物を利用するために設計されています。これにより、ボイラー下部の温度を高く保ち、効率的な燃焼を実現しながら、余分な熱を節約することができます。また、機械的なボイラークリーナーとしても機能し、沈殿物を生成します。186ボイラー内の生蒸気とほぼ同等の熱によって分離された不純物を沈殿させる貯蔵室。この装置によりボイラーの水容量が大幅に増加し、ボイラー自体の水重量の半分程度を貯留できる場合が多い。

垂直管の間の開口部は煙突の排気管面積に十分であり、装置は煙突とボイラーの間に配置され、廃炉の熱が管の間を通過することは容易に理解されるであろう。

図93.

図93に示すエコノマイザは、4 1⁄2インチの垂直ボイラー管をテーパージョイントで上部ヘッダーと下部ヘッダーに取り付けた構造です。上部ヘッダーには各管にキャップが取り付けられており、堆積物の除去や損傷した管の取り外し・交換が可能です。複数の上部ヘッダーは、側面の開口部によって一端で相互に接続され、下部ヘッダーも図に示すように接続されています。各下部ヘッダーの反対側には、清掃用のハンドホールが設けられています。

187

機械式スクレーパーは各管を上下に動かし、煤を除去する。図93に示すように、これらは自動機構と駆動ヘッドによって制御される。

エコノマイザの重要な特徴は、1、あらゆるタイプのボイラーに適応できること、2、必然的にほぼ完全に無駄になっていた熱を利用することで節約できること、3、強力な熱と給水のゆっくりとした循環によって水を浄化できることです。

安全弁。

図94 （断面図）

安全弁はボイラーの上部に設置された円形の弁で、一定の重量がかかっています。蒸気の圧力が一定値を超えると、弁が座面から持ち上げられ、蒸気が逃げます。安全弁には重りを直接取り付けることも、レバーを介して弁に荷重を伝達することもできます。また、レバーの先端がバネで押さえられている場合もあれば、バネが弁座に直接取り付けられている場合もあります。

188

図94（2面図）は、バネ式安全弁を示しています。これらの弁は通常、弁座を囲む反動リップを備えており、これにより弁が大きく開き、同じ直径のレバー弁よりも多くの蒸気を排出することができます。

図を見れば、その動作は容易に理解できます。蒸気圧が十分に高くなり、弁体が弁座から完全に離れると、通常のレバー式安全弁と同様に、蒸気は弁座の周囲から逃げます。しかし、蒸気は大気中に直接逃げるのではなく、弁体上の湾曲した突起（図に示されています）によって、下向きに反作用リップに向かって流れます。このように、蒸気圧は弁を開いた状態に保持するだけでなく、弁体をはるかに高く持ち上げることで、圧力だけで弁が開いた場合よりも大きな開度が得られます。

スプリング式バルブは主に船舶用ボイラー、機関車、ポータブルボイラー、および外部からの干渉が重りの動作を妨げるあらゆる場所で使用されます。

「ポップ」安全弁は一般的な形式の安全弁で、弁座から持ち上げるには設定された圧力よりも少し大きい圧力が必要であり、その結果「ポップ」という音とともに解放されることからその名前が付けられています。

図95.

図95は、aが座席b上に載っているバルブである場合のデッドウェイト安全弁の形状を示しています。

バルブは円形の鋳物A、A、Aに取り付けられており、両者は同時に上昇・下降する。重りW、Wなどは鋳物上にリング状に配置されており、所望の吹出圧力に調整できる。鋳物の重心と重りがバルブの下にあるため、バルブには特別な調整は不要である。189位置保持用のガイドを必要としません。これは、ガイドが固着してバルブの動作を妨げることが多いため、大きな利点です。この形式のバルブのもう1つの利点は、改ざんが困難なことです。例えば、1平方インチあたり100ポンドで噴出することを目的とした4インチバルブは、1,200ポンドを超える重量が必要になり、かなりの体積が必要になります。このような質量に数ポンドの重量を許可なく追加しても、噴出圧力にはほとんど影響しませんが、重量に有効な量が追加された場合はすぐに気付くでしょう。これから説明するレバー式安全弁では全く異なります。レバーの端にわずかな重量を追加しても、バルブではその重量が数倍に増加します。

安全弁に関する米国の規則。
1885年2月25日に米国蒸気船監督検査官委員会によって可決・承認された規則および規制からの抜粋：

第24条。船舶ボイラーに取り付けられるレバー式安全弁は、ボイラーの火格子表面の面積が1平方インチから2平方フィート以上でなければならない。また、このような安全弁の弁座は、その軸の中心線に対して45度の傾斜角を持たなければならない。

弁は、各ボイラーにそれぞれ独立した安全弁が設けられるよう配置しなければならない。ただし、当該配置により、いずれかのボイラーと当該安全弁との連通が遮断される可能性が排除される場合を除きます。この配置は、ロックアップ式安全弁が使用される場合にも適用される。

「蒸気の作用によって弁座から持ち上げられた後に弁の揚程が増加するように構成されたバネ式安全弁、または他の方法で構成されたバネ式安全弁、または前述のバネ式安全弁と同等の有効面積を与えるように構成されたバネ式安全弁は、蒸気容器のすべてのボイラーの共通レバー式安全弁の代わりに使用することができる。また、そのようなバネ式安全弁はすべて、190ボイラーの火格子面積は1平方インチ以上3平方フィート以上とする必要がある。また、各バネ式バルブには、バルブをシートからバルブ開口部の直径の8分の1以上の距離だけ持ち上げるレバーが備え付けられなければならない。また、すべての安全弁のシートは、その軸の中心線に対して45度の傾斜角を持つものとする。ただし、監督検査官委員会の承認を得ずに、バネ式安全弁をレバー式安全弁の代わりに使用してはならない。

下記の火格子面を持つボイラーには、次のサイズの「ポップ」安全弁が必要です。

2インチ「ポップ」バルブ 9.42 格子表面の平方フィート。
2 1⁄2インチ「ポップ」バルブ 14.72 格子表面の平方フィート。
3インチ「ポップ」バルブ 21.20 格子表面の平方フィート。
4インチ「ポップ」バルブ 37.69 格子表面の平方フィート。
5インチ「ポップ」バルブ 58.90 格子表面の平方フィート。
6インチ「ポップ」バルブ 84.82 格子表面の平方フィート。
ランキン教授の法則。1時間あたりに蒸発する水の重量（ポンド）に 0.006 を掛けると、その積がバルブの面積（平方インチ）になります。

米国蒸気船検査法では、共通レバー バルブの場合、火格子の表面積 2 平方フィートごとにバルブ面積 1 平方インチが必要です。

アメリカ海軍省は、一連の実験から次の法則を導き出しました。1 時間あたりに蒸発する水のポンド数に 0.005 を掛けると、その積がバルブの面積（平方インチ）になります。

フィラデルフィア蒸気機関・ボイラー検査局が採択した規則:

1. 格子面積（平方フィート）に22.5を掛けます。2. 1平方インチあたりの許容圧力に8.62を加えます。(1)を(2)で割ると、その商がバルブ面積（平方インチ）になります。これはフランス式と同じです。

191

安全弁の望ましい最大直径は 4 インチです。これを超えると、円周上の有効排出よりも面積とコストがはるかに急速に増加するためです。

ボイラーと安全弁の間には止め弁を設けないでください。

安全弁の一般的な形状を図96に示します。

ここで、荷重はレバーA、Bの端部Bに取り付けられ、その支点はcにあります。重りWをレバーのアームに沿ってスライドさせることで、バルブの有効圧力、ひいてはボイラーの吹出圧力を一定の範囲内で調整できます。機関車や船舶ボイラーでは、振動の影響で重りが許容されないため、レバーを押さえるためにバネが使用されています。

レバー式安全弁の計算では、決定すべき5つのポイントがあり、5つ目のポイントを求めるには、そのうち4つを知る必要があります。それらは、(1)蒸気圧、(2)ボールの重量、(3)弁面積、(4)レバーの長さ、(5)弁中心から支点までの距離です。

図96.

これらの計算を行う際には、バルブステムとレバーの重量によるバルブへの負荷を考慮する必要があります。この重量が作用するてこ作用は、その重心から支点までの距離で測定されます。重心はレバーをナイフエッジの上で釣り合わせることで求められ、バルブステムとレバーの重量は192レバーの荷重は、実際に計量することで求めることができます。また、バルブステムが所定の位置に取り付けられた状態で、バネ秤をレバーに取り付け、バルブステムの中心の真上に配置することでも、この荷重を求めることができます。以下の例を、これらの条件で計算します。(1) 蒸気圧：120ポンド、(2) ボールの重量：100ポンド、(3) バルブとレバーの重量：60ポンド（所定の位置で計量）、(4) レバーの長さ：45インチ、(5) バルブ中心から支点までの距離：5インチ、(6) バルブ面積：8平方インチ。

バルブの面積を求めるには:

規則。—レバーの長さにボールの重さを掛け、その積をバルブの中心から支点までの距離で割り、その商にバルブとレバーの有効重量を加えて、その合計を蒸気圧力で割ります。

例。

 45      インチ、レバーの長さ、
 100 ポンド、ボールの重さ、

支点（5インチ） 4500
900
60 ポンド、バルブとレバーの重量、
蒸気圧力120ポンド) 960 （8平方インチ、バルブの面積。
960
バルブが吹き飛ぶ圧力を調べるには:

規則。—レバーの長さにボールの重さを掛け、この積をバルブの中心から支点までの距離で割り、その商にレバーとバルブの有効重量を加えて、その合計をバルブの面積で割ります。

例。

 45      インチ、レバーの長さ、
 100 ポンド、ボールの重さ、

支点（5インチ） 4500
900
60 ポンド、バルブとレバーの重量、
バルブ面積 8 ) 960
120 ポンド、バルブが破裂する圧力。
193

ボールの重さを求めるには:

規則。蒸気圧力にバルブの面積を掛け、その積からバルブとレバーの有効重量を差し引き、その残りにバルブの中心から支点までの距離を掛け、その積をレバーの長さで割ります。

例。

 120 ポンド、蒸気圧、
 8   インチ、バルブ面積、
 960  
 60  ポンド、バルブとレバーの重量、
 900  
 5   インチ、支点、

レバーの長さ（45インチ） 4500
100 ポンド、ボールの重さ。
レバーの長さを求めるには:

規則。蒸気圧力にバルブの面積を掛け、その積からバルブとレバーの有効重量を差し引き、その残りにバルブの中心から支点までの距離を掛け、その積をボールの重量で割ります。

例。

 120 ポンド、蒸気圧、
 8   インチ、バルブ面積、
 960  
 60  ポンド、バルブとレバーの重量、
 900  
 5    

100） 4500 （レバーの長さ45）
すべてのボイラーには 2 つの安全弁が備え付けられている必要があり、そのうち 1 つは作業員が制御できない場所に配置されている必要があります。

194

固着した安全弁は、毎日試しても、単に持ち上げて元のシートの位置に戻すだけでは固着してしまいます。 ボイラーの圧力が過度に高い場合、安全弁をシートから起動させるのは、特に重量を追加しない限り、最悪の行為の一つです。なぜなら、安全弁が起動すると、ボイラーから大量の蒸気が急激に放出され、開口部に水が流れ込み、ウォーターハンマーのような衝撃でボイラーが破裂するからです。

このような状況は、安全弁が固着すると自然に発生する可能性が非常に高いです。安全弁は圧力を保持しますが、圧力はどんどん上昇し、ついには安全弁が破裂して大量の蒸気が漏れ出し、突然の状況変化によって水が動き出し、爆発につながる可能性があります。

安全弁が噴出する際に発生する音は、2つの観点から捉えることができます。第一に、安全弁が適切に機能し、したがって蒸気やその他のガスの過剰な圧力によって爆発が発生する可能性がないことが十分に保証されている場合、そして第二に、この種の音が大きすぎる場合は、燃料が無駄になっていることを示しています。

安全弁の穴は2インチ、3インチ、または4インチである場合があります。これは、面積が3.1416平方インチ、7.06平方インチ、または12.56平方インチであることを意味するのではなく、ジョイントの内側の面積を意味します。バルブの開口部は例えば2インチであっても、バルブとシートの接触円の平均直径が2 1/8インチである可能性があります。そうであれば、それ以外の厳密な計算はすべて役に立ちません。そもそも、2インチの面積は3.1416平方インチですが、直径2 1/8インチの面積は3.5466平方インチであり、0.4平方インチの差があります。

注記。
米国政府が船舶ボイラーの安全弁の安全な作動圧力、寸法、比率を計算するために発行した非常に詳細な規則が、技術者向けの「Hawkins の計算」に転載されています。

195

安全弁が「2 インチ安全弁」などと記載されている場合、それはパイプの直径が 2 インチであることを意味します。したがって、面積を求めるための次の規則と例があります。

バルブ開口部の面積を求めるための規則。

開口部の直径を二乗し、その値に小数点 0.7854 を掛けます。

例。

3インチバルブの面積はどれくらいでしょうか？それでは:

3 × 3 = 9 × .7854 = 7.06 平方インチ、答え。

注：大きな計算で0.7854を掛け算する簡単な方法は、11を掛けて14で割ることです。小数点0.7855は分数 11 ⁄ 14です。注：0.7854は円の面積です。

増加する蒸気圧によってバルブがシートから上がるとき、その比率は常に減少します。この比率は実験によって慎重に決定され、次の表にまとめられています。

圧力（ポンド） Valveの台頭。
12 1-36
20 1-48
35 1-54
45 1-65
50 1-86
60 1-86
70 1-132
80 1-168
90 1-168
次の便利な表は、ニューヨークの Novelty Iron Works によって作成されました。

ボイラー圧力（大気圧
より上）（ポンド）
加熱面の 1 平方フィートあたりのオリフィスの面積
(平方インチ) 。

0.25    .022794
0.5     .021164
1.       .018515
2.       .014814
3.       .012345
4.       .010582
5.       .009259

10. .005698
11. .003221
12. .002244
13. .001723
14. .001389
15. .001176
16. .001015
17. .000892
18. .000796
    100。 .000719
19. .000481
    200。 .000364
    196

給水ヒーター。

図97.

給水加熱器には2つの形式があります。(1)密閉型加熱器：給水は管状のシェルに密閉され、その管内を排気蒸気が通過します。(2)開放型加熱器：蒸気と水が接触します。開放型加熱器では、水は排気蒸気が通過する空間に噴霧されるか、または複数の傾斜した穴あき銅板上を流れ、排気蒸気と混合されます。

当初の給水加熱器は「ポットヒーター」と呼ばれ、給水が排気蒸気を通して球形のタンクに噴霧され、その底から加熱された水がボイラーに送り込まれる構造の容器で構成されていました。当初の名称は「ポットヒーター」でしたが、排気管を通じて大気に開放されていたため、改良が進むにつれて開放型ヒーターと呼ばれるようになりました。

197

給水がボイラーに入る前に与えられる熱は、燃料費だけでなく、ボイラーの容量増加によっても大幅に節約されます。炉内の燃料は、この役割を担う必要がなくなるためです。この目的のために利用できる廃熱源は2つあります。煙突ガスと排気蒸気です。可能な限り低い温度まで下げられた後、煙突に排出されるガスには、かなりの量の熱が含まれています。この熱エネルギーの無駄は、186ページに示す装置によって大幅に削減できます。

図98.

特定の条件下でどれだけの節約効果が得られるかという問題は、その解決のために、問題に関係するすべての条件を慎重に計算することを必要とする。大気圧下での排気蒸気の体感温度はわずか212度であるが、排気蒸気には大量の熱量が含まれており、蒸気が水に凝縮する際に放出される。このため、給水温度を排気蒸気の体感温度よりも数度高くすることが可能と考えられるかもしれない。しかし、蒸気の放射熱量よりも高い放射熱量が発生するため、これは期待できない。

排気管から排出された蒸気は、大気中に拡散するか、9時間以上かけて凝縮器に排出されます。198ボイラーを出る際に含まれていた熱の10分の1しか消費されません。この熱を最も有効に活用できるのは排気給水加熱器です。なぜなら、生蒸気加熱器の使用は燃料の節約にはならないからです。なぜなら、生蒸気加熱器によって給水に与えられる熱はすべてボイラーから直接供給されるからです。生蒸気加熱器の目的は、給水の温度を沸点以上に上昇させ、硫酸塩やその他のスケール形成物質を沈殿させ、それらがボイラーに侵入するのを防ぐことです。インジェクターによって給水に導入される熱も、ボイラーから供給され、燃料によって生成されたものであるため、節約にはなりません。

次の 2 つの点に注意することが重要です。1. 生蒸気給水ヒーターも 2. インジェクターも、逃げる蒸気の熱を節約しません。

また、1 ポンドの水が 1.146 熱単位を吸収すること、この熱量が水全体に分配されることも覚えておくとよいでしょう。1 ポンドの蒸気は 1 ポンドの水と同じなので、212° では排気蒸気 1 ポンドあたり 1,146 熱単位が含まれ、10 ポンドの蒸気には質量全体に分配された 11,460 熱単位が含まれることが理解できます。したがって、さらに説明すると、

水を蒸発させて水蒸気にするには、まず沸点まで加熱し、その後、液体から気体、つまり蒸気に変化させるのに十分な熱をさらに加える必要があります。32 度の水 1 ポンドを沸点まで加熱すると、212° – 32° = 180 熱単位になります。熱単位とは、水 1 ポンドをその最大密度の状態で 1 度上昇させるために必要な熱量です。沸点まで加熱した後で水蒸気に変えるには、966 熱単位を追加する必要があります。この熱単位は温度計で検出できないため潜熱と呼ばれます。したがって、180 + 966 = 1146 熱単位となり、これが大気圧下で水 1 ポンドを蒸気にしたときに含まれる総熱量です。そして、大気圧の密度では、この蒸気の体積は26.36立方フィートに等しく、この量の蒸気には1,146単位の熱が含まれており、それが全体の量に分配されます。一方、任意の点の温度は199温度計を挿入できる温度は212度です。2ポンドの水を蒸発させて体積を52.72立方フィートにした場合、熱量は2倍になりますが、温度は1ポンドの場合と同じ212度のままです。

本来であれば無駄になる熱を利用して給水温度を125度上げると、蒸発に必要な総熱量の125 ⁄ 1146、つまり約11%が節約されます。したがって、節約率は給水の初期温度と蒸発時の圧力に依存することがわかります。

たとえば、100 ポンドの圧力で蒸気を運ぶボイラーで給水の温度が 60 度から 200 度に上昇した場合、増加率はどれくらいでしょうか。

「飽和蒸気」の圧力表を参照すると、100ポンドの圧力における蒸気の全熱量は1185熱単位であることがわかります。これらの計算は零度より32度高い温度から算出されているため、給水量も同様に計算する必要があります。

最初のケースでは、炉から供給される熱量は、総熱量から給水熱量を差し引いた値、つまり1185 – 28 = 1157熱量単位です。2番目のケースでは、1185 – 168 = 1017熱量単位となり、その差は1157 – 1017 = 140となり、 140 ⁄ 1157 、つまり約12%の節約となります。

給水が常温より20度以上加熱されない場合、得られる熱効率は2%以下であり、いかに単純な給水加熱装置であっても、その導入と維持にかかる費用を賄うには不十分である。しかし、水温を60度上げることができれば、熱効率は約5%となる。給水加熱を実用的かつ経済的に行うには、水温を少なくとも180度上げる必要がある。そのためには、背圧のない非凝縮エンジンの排気ガスを利用する場合、1馬力の作業に対して10平方フィートの加熱面積を確保できるようなヒーター容量が必要となる。また、これ以上の温度にするには、ある程度の背圧をかけるか、ヒーター容量を増やす必要があるため、200これは、ヒーターの大容量化、または排気蒸気の温度上昇の問題に帰着しますが、これは一定量の背圧によってのみ達成できます。

同じ方法で計算された次の表は、給水を排気蒸気でさまざまな温度に加熱することで節約される燃料の割合を示しています（そうでなければ無駄になります）。

節約率。 ( 60 ポンドゲージ圧力の蒸気)

最終
温度（
華氏） 水の初期温度（華氏）。
32度 40度 50度 60度 70度 80度 90度
60 2.39 1.71 9.86 … … … …
80 4.09 3.43 2.59 1.74 0.88 … …
100 5.79 5.14 4.32 3.49 2.64 1.77 .90
120 7.50 6.85 6.05 5.23 4.40 3.55 2.68
140 9.20 8.57 7.77 6.97 6.15 5.32 4.47
160 10.90 10.28 9.50 8.72 7.91 7.09 6.26
180 12.60 12時 11.23 10.46 9.68 8.87 8.06
200 14.36 13.71 13.00 12.20 11.43 10.65 9.85
220 16時 15.42 14.70 14.00 13.19 12.33 11.64
100度 120度 140度 160度 180度 200度
60 … … … … … …
80 … … … … … …
100 … … … … … …
120 1.80 … … … … …
140 3.61 1.84 … … … …
160 5.42 3.67 1.87 … … …
180 7.23 5.52 3.75 1.91 … …
200 9.03 7.36 5.62 3.82 1.96 …
220 10.84 9.20 7.50 5.73 3.93 1.98
適切な大きさの優れた給水加熱器は、給水の温度を 200 ° 華氏まで容易に上げることができ、表の検査からわかるように、真冬の 32 ° 華氏から真夏の 100 ° 華氏までの水の通常の温度または大気温度に応じて、14.3 パーセントから 9.03 パーセントの範囲で燃料を節約できます。

201

ボイラーに供給される給水を加熱するために排気蒸気を利用することで得られる節約率は、給水温度に依存し、これは給水が排気蒸気の影響下にある時間の長さに依存します。この時間は可能な限り長くする必要があり、ヒーターに十分な加熱面積が確保されていない限り、最良の結果は期待できません。

給水を希望の温度まで上げるのに、必ずしもすべての排気蒸気、つまりエンジンから排出される廃蒸気の全量が必要なわけではなく、加熱装置が大きいほど、必要な割合は少なくて済むため、ヒーターは、逆圧を回避し、同時に給水を加熱するのに十分な排気を利用するために、適切な割合の 2 つの出口を持つように作られるのが最適です。

エンジンでコンデンサーを稼働させている多くの人の間では、給水ヒーターはコンデンサーに接続して使用できないという印象が広まっています。多くのヒーターが凝縮エンジンで稼働している結果は次のとおりです。給水は、真空に応じて 150 ～ 160 ° 華氏でボイラーに送られます。真空が高くなるほど、給水中の熱は低くなります。

凝縮エンジンにヒーターを適用すると、通常、真空度が 1 ～ 2 インチ増加します。

給水に冷水を使用すると、ヒーターの使用による燃料の節約は 7 ～ 14 パーセントになります。

給水を温井戸から取水すると、7～8パーセントの節約になります。

ボイラーで発生した蒸気がすべてエンジンで使用され、排気がヒーターを通過する場合、ヒーターに鉄管が使用されている実際の実験では、華氏200度でボイラーに供給される水30ポンドごとに約10平方フィートの加熱表面が必要になることがわかっています。

給水加熱器の加熱面積 10 平方フィートも 1 馬力を表します。

202

貯水槽の容量。
次の表は、深さ 12 インチごとの貯水槽の容量を示しています。

直径。 ガロン。
25 足 3671
20 「 2349
15 「 1321
14 「 1150
13 「 992
12 「 846
11 「 710
10 「 587
9 「 475
8 「 376
7 「 287
6 1⁄2​​ 「 247
6 「 211
5 「 147
4 1⁄2​​ 「 119
4 「 94
3 「 53
2 1⁄2​​ 「 36
2 「 23
貯水槽やタンクに入っている水の重量を知りたい場合、1ガロンの重さ（8.333ポンド）にガロン数を掛ければ求められます。1ガロンの重さは8.333ポンドです。例えば、上の表にある最大の貯水槽（3671ガロン入り）の場合、3671 × 8.33 = 30579.43ポンドとなります。

上の表は、円形の貯水槽またはタンクの容量を示しています。貯水槽が長方形の場合、ガロン数と水の重量は、貯水槽の寸法を掛けて容積を求めることで算出されます。例えば、長さ96インチ、幅72インチ、深さ48インチの貯水槽またはタンクの場合、計算式は96 × 72 × 48 = 331,776立方インチとなります。

1 ガロンには 231 立方インチが含まれるため、331,776 を 231 で割ると 1,436 ガロンとなり、これを 8.33 倍すると貯水槽内の水の重量が得られます。

203

円形の貯水槽またはタンクの場合、そのルールは次のようになります。底部の面積に高さを掛けると、容積は立方インチになります。例えば、表の最後のタンクまたは貯水槽の場合、直径24インチの面積は452.39立方インチで、これに高さ12インチを掛けると5427.6立方インチになります。これを1ガロンあたりの立方インチ数231で割ると、23ガロンになります。

タンクの深さが 12 インチではなく 24 インチだとすると、当然、ガロン数は 2 倍になります。

樽の内容量をガロン単位で求める規則。

栓の直径を測り、それを二乗して二倍にし、さらに頭部の直径の二乗を加えます。この合計値に樽の長さを掛け、その積に 0.2618 を掛けると、立方インチでの容積が得られます。これを 231 で割ると、ガロン単位の結果が得られます。

水道メーター。
水量計、または計測装置 (水量計測機器) は、2 つの一般原理に基づいて構築されています。1 つは「推量計」と呼ばれるもので、主管を通過する水の一定割合を迂回させ、迂回させた少量の水流を正確に計測することで、大部分の量を推量または概算します。2 つ目は、 正圧式水量計です。回転ピストン式水量計は後者の種類に属し、蒸気プラントに関連してよく見られる形式です。これらは容積式で、作動部品が硬質ゴムの回転ピストンのみであるため、故障の可能性がほぼゼロです (完全ではありません)。圧力が小さくても大きくても、あらゆる大きさの開口部で同様に計測できます。また、ピストンは完全にバランスが取れているため、動作中にほとんど摩擦がありません。

ガンメタルと硬質ゴムで作られており、腐食しにくい構造です。巧妙なスタッフィングボックスにより、文字盤は常に完全に乾燥し、読みやすい状態を保ちます。204耐久性と耐摩耗性を考慮して特別に選ばれた金属の組み合わせで作られ、砲金製のケースに収められた機構。

図99.

図99はメータの透視図で、上部に指標が示されています。ここでは、メータが所定の位置に取り付けられた状態を示しています。入口と出口に適切なねじ山が付いているため、給水管と排水管への取り付けが容易です。

硬質ゴムのピストン（メーターの唯一の作動部分）には、ダイヤルを動かす中間ギアと連動するレバーを動かすスピンドルが付いています。

ピストンの連続運動により、水は途切れることなくメーターを通過します。メーターの開口部がサービス パイプの開口部と等しい場合、メーターが接続されているパイプと同じ量の水が流れます。この装置は騒音がなく、実質的に摩耗がありません。

水道メーターに関する「ポイント」
メーターを設置する際は、垂直に設置し、その状態が維持されるよう適切に固定してください。また、凍結から十分に保護する必要があります。

蒸気ボイラーと接続して使用する場合、または蒸気や熱湯の背圧にさらされるその他の状況で使用する場合は、メーターの出口とそれが供給する容器の間に逆止弁を設置して保護する必要があります。

新しいメーターを設置する前に、必ず供給パイプを吹き飛ばしてください。砂や砂利などが詰まっている場合は、それらを排出し、メーターへの侵入を防ぐためです。接合部には丹鉛を使用しないでください。丹鉛はメーター内部に入り込み、ピストンを詰まらせて大きな問題を引き起こす可能性があります。

205

この彫刻（図100）は、メーターのカウンターを示しています。立方フィート（1立方フィートは7.48 / 100米ガロン）を単位として表示し、ガスメーターのカウンターと同様に読み取られます。

図100.

この方法を知らない人のために、次の例と手順が役立つかもしれません。

指針が 2 つの数字の間にある場合は、常に小さい方を採用します。指針が特定の数字に非常に近く、その数字を正確に示しているように見える場合は、その数字のすぐ下のダイヤルを見て、そこの指針が 0 を通過していれば、その数字のカウントを読み取らなければなりません。上の彫刻のように指針が立っていると仮定すると、28,187 立方フィートを示します。「ONE 」とマークされたダイヤルの数字は省略されています。それは、数字が 1 立方フィートの 10 分の 1 を表すだけであり、したがって重要ではないためです。「10」とマークされたダイヤルからは 7 が、次の「100」とマークされたダイヤルからは 8 が、次の「1,000」とマークされたダイヤルからは 1 が、次の「10,000」とマークされたダイヤルからは 8 が、次の「100,000」とマークされたダイヤルからは 2 が示されます。

水道メーターと連動して使用される魚捕り器は、（その名前が示すように）魚などを捕獲するための装置です。

206

蒸気ボイラーインジェクター。
安全のため、ボイラーには、片方の給水口が故障した場合の事故を避けるために 2 つの給水口が必要です。そのうちの 1 つはインジェクターである必要があります。

最も単純な形態では、蒸気ノズルの先端が、コンバイニングノズルまたはサクションノズルと呼ばれる2番目のノズルにやや伸びています。このノズルは、「フォーサー」と呼ばれる3番目のノズルまたはチューブに接続、あるいはむしろそこで終端しています。コンバイニングチューブの先端、フォーサーに入る前に、ノズル内部と周囲の領域を繋ぐ開口部があります。この領域は、自動インジェクターで外側に開くチェックバルブと、オーバーフローバルブと呼ばれるバルブによって外気と接続されています。

インジェクターの作用は、ギフォードによって初めて実証された事実に基づいています。それは、蒸気の噴流が周囲の水柱に与える運動は、蒸気を取り出し元のボイラー、さらにはより高圧で稼働しているボイラーに押し込むのに十分であるということです。実際、加圧された蒸気は、同じ圧力と条件で水が持つよりもはるかに高い速度を持ちます。平均ボイラー圧力60ポンドで蒸気を大気中に放出する場合、蒸気の速度は約1,700フィート/秒です。ボイラー圧力によって発生した最大速度で、例えば直径1インチのパイプを通って蒸気が放出されると、合流室で水と衝突します。蒸気は直ちに凝縮され、体積は約1,000分の1に減少しますが、速度は実質的に低下しません。蒸気は合流管内の水と合流し、その速度の大部分を水に伝えます。こうして動き出した水は、比較的小さなボイラー圧力領域に逆らって作用しますが、その圧力を克服してボイラーへと流れ込みます。蒸気が速度を与える水の重量は、その力が作用する小さな領域において、ボイラー圧力よりも大きな運動量を与えます。ただし、その力は実際にはボイラー圧力自体から生じています。

207

次のカット 101 は、市場に出回っている多数のインジェクターのうち最も優れたものの 1 つの概要を示しており、これによってインジェクターの動作を説明することができます。

S. 蒸気ジェット。V. 吸引ジェット。R
. リングまたは補助チェック。M
. 蒸気バルブとステム、ハンドル。X .
オーバーフローキャップ。CD
. 合流および吐出管。P
. オーバーフローバルブ。O. 蒸気プラグ。N
. パッキンナット。K. 蒸気バルブ

図101.

蒸気は上から流入し、ハンドルKによって流量が調整されます。蒸気は管Sを通り、管Vで膨張し、そこで吸込管から流入する水と合流します。管VとCで凝縮が起こり、水は強制管Dを通ってボイラーへと噴射されます。管CとDを囲むチャンバーと管Vの端部には接続通路が設けられています。このチャンバー内の圧力が大気圧を超えると、逆止弁Pが開き、内容物がオーバーフローから排出されます。

このチャンバー内の圧力が大気圧である限り、チェックバルブ P は閉じられたままであり、すべての内容物はチューブ D を通じて排出される必要があります。

208

生蒸気インジェクターには、「単純固定ノズル」、「調整可能ノズル」、「ダブルノズル」の3つの異なるタイプがあります。前者は蒸気ノズルと水ノズルがそれぞれ1つずつあり、位置は固定されていますが、良好な結果が得られるように調整されています。このタイプの機器にはそれぞれ、最大吐出量が得られる蒸気圧力があり、その圧力は、それより高いか低いかに関係なく、他の蒸気圧力における最大吐出量よりも大きくなります。後者はノズルが1組しかありませんが、それらは互いに調整可能で、広範囲の動作範囲にわたって最良の結果が得られます。つまり、蒸気圧力の上昇に伴って最大吐出量が継続的に増加するように自動的に調整されます。

ダブルインジェクターは、「リフター」と「フォーサー」という2組のノズルを使用します。リフターは貯水タンクから水を汲み上げ、フォーサーに送り、フォーサーは水をボイラーに送り込みます。すべてのダブルインジェクターは固定ノズルです。

すべてのインジェクターの動作は似ています。ボイラーから噴出する生蒸気を水流と接触させ、蒸気が進む方向に連続的に流すように設計されています。水流は蒸気の速度と部分的に一致し、蒸気自身の圧力に逆らってボイラーに戻ります。

インジェクターは熱力学的機械としてほぼ完璧である。なぜなら、インジェクターが受け取った熱は、放射によって失われるごくわずかな部分を除いて、すべてボイラーに戻されるからである。したがって、その熱効率はいかなる場合でもほぼ100%となるはずである。一方、その熱エネルギーは主にインジェクターに入る冷水を温めるために使われるため、その機械効率、すなわち水を汲み上げる仕事は、消費される熱量と比較して非常に低い。

インジェクターの作用は次の通りです。蒸気は噴射されると、蒸気ノズルから高速で流れ込​​み、合流管を通過します。この作用により、合流管に接続された吸引管から空気の流れが誘発され、ほぼ完全な真空状態が形成され、水の流れが誘発されます。水がインジェクターに流れ始めると、蒸気の噴流によって水は動き、蒸気から熱を吸収して最終的に凝縮します。209その後、水は単なる水流としてフォーサーチューブへと進み、その速度は蒸気の速度に比べて低速です。フォーサーチューブの入口では大気圧のみを受けますが、そこから圧力が上昇し、水は速度を落として前進します。

インジェクターに関する「ポイント」
インジェクターが十分な機能を発揮しない場合、10回中9回は、不適切な取り扱いや設置場所、あるいは過大な期待が原因となります。経験豊富なエンジニアの経験から、信頼性の高いボイラー給水が求められるほぼすべてのケースにおいて、適切な選定を行えばインジェクターが確実に機能することが実証されています。

排気蒸気インジェクターは、非凝縮性エンジンからの排気蒸気を使用する点で、上記のいずれとも異なるタイプです。排気蒸気の熱量は14.7ポンドで、インジェクターに入った蒸気は凝縮され、他のインジェクターと同じ原理でボイラーに水が送り込まれます。

排気蒸気インジェクターは、蒸気シリンダーの廃油をボイラーに持ち込むという実際的な問題がなければ、さらに広く使用されるでしょう。

一部のインジェクターは、エジェクターやインスピレーターなど、メーカーによって特別な名前で呼ばれていますが、インジェクターという用語は、すべてのデバイスが動作する原理をカバーする一般的な名前です。

インジェクターは、ある水位から別の水位へ水を汲み上げるポンプとして使用されることもあり、実際に使用されることもあります。空気圧縮機として、また蒸気機関からの排気ガスを吸入するためにも使用され、その場合には凝縮器と空気ポンプの両方の役割を果たします。

インジェクターのノズルはチューブ状になっており、その両端は丸みを帯びているため、摩擦や渦による損失を最小限に抑えながら流体を受け取って供給します。

ダブルインジェクターは、1 つのインジェクターからの供給が 2 番目のインジェクターの供給となり、固定ノズルを備えたシングルインジェクターよりもやや高い温度の水を処理します。

210

インジェクターの原動力は、蒸気から受け取る熱にあります。蒸気は凝縮し、潜熱と顕熱の一部を放出します。1ポンドの蒸気が放出するエネルギーは約900熱量単位に相当し、これは778フィートポンドの機械力に相当します。これは、もし適用すれば、非常に大きな圧力に逆らって大量の水を汲み上げるのに十分な量ですが、その大部分はインジェクターによって汲み上げられた水を加熱するためにのみ使用されます。

上記の説明は市場にあるすべてのインジェクターに当てはまりますが、さまざまな要件を満たすために、構造原理の独創的な変更が考案されてきました。

プロセスを完了するには蒸気の凝縮が必要であることは明らかです。蒸気が結合チャンバー内で凝縮されなければ、軽い物体のままとなり、高速で移動していてもエネルギーレベルは低くなります。

蒸気圧が高すぎると、一部のインジェクターは正常に機能しません。インジェクターが機能するには、合流管に流入する蒸気を凝縮させる必要があります。したがって、蒸気圧が高すぎると、結果として熱量が非常に高くなり、完全な凝縮を確保することが困難になります。そのため、高圧蒸気の場合、良好な結果を得るには冷水を使用する必要があります。給水温度が高すぎてインジェクターが正常に機能しない場合は、圧力を下げ、インジェクターに供給される蒸気の温度を下げるのが効果的です。低圧蒸気は凝縮しやすく、結果としてより良い結果が得られるからです。この場合、ストップバルブを用いて供給蒸気を絞ることが効果的です。蒸気は冷たくすべきではありません。そうでないと、ボイラーに送り込むのに十分な断面積に凝縮するのに十分な熱量を含んでいません。これが、排気蒸気が非常に冷たい場合に排気インジェクターが機能しない理由です。また、排気ガスに少量の生蒸気が注入され、排気ガスを 212 度以上に加熱すると、このようなインジェクターがうまく機能する理由も説明できます。

211

漏れはポンプと同様にインジェクターにも影響を及ぼし、さらにジェットに石灰やその他の鉱物が堆積すると、水の自由な流れが妨げられます。堆積物は通常、蒸気の熱によって引き起こされますが、蒸気の熱が過剰な場合は、インジェクターを廃棄し、ポンプで給水するのが賢明です。

インジェクターの効率的な動作は、ジェットのサイズに大きく依存します。ジェットのサイズは製造元が製造したサイズのままにしておく必要があります。したがって、修理や清掃の際にはスクレーパーややすりを使用しないでください。

インジェクターのジェット部分にスケールが付着している場合は、塩酸1に対して水9～12の割合で希釈した溶液を使用してください。スケールが溶解するか、容易に洗い流せる程度に柔らかくなるまで、チューブを酸に浸けておきます。

あらゆるインジェクターに適用される揚水アタッチメントは、単なる蒸気ジェットポンプです。インジェクター本体と一体化されており、機器に供給される蒸気の一部によって駆動されます。市場で成功を収めているインジェクターのほぼすべては、このアタッチメントを備えており、必要に応じてボイラー水位より下の井戸またはタンクから約25フィート（約7.6メートル）まで水を揚水することができます。

インジェクターが異なる圧力で動作する必要がある場合、受水管と合流管の間の空間の大きさを変えられる構造にする必要があります。通常、これは合流管と受水管の両方を円錐形にし、合流管を受水管に対して移動できるように配置することで実現されます。これにより、水空間を自由に拡大または縮小できます。しかしながら、2つの管の間の空間を手動で調整するのは、ある程度の困難を伴います。少なくとも、平均的な技術者が費やす時間よりも多くの時間と忍耐が必要です。そのため、現在使用されているインジェクターの大部分は、調整が自動化されています。

インジェクターは経済的な装置ではありませんが、シンプルで便利であり、占有するスペースも小さく、高価でもなく、耐久性に大きな負担がかかりません。さらに、1 つの施設で多数のボイラーが使用されている場合、各ボイラーがそれ自体で完全な発電システムとなり、隣接するボイラーから独立するように、供給装置を別々にしておくと非常に便利です。

212

熱の法則。
熱は自由に使われる言葉ですが、定義が難しい言葉です。「熱」という言葉は一般的に2つの意味で用いられます。(1) 温かさの感覚を表すこと、(2) その感覚を引き起こす物体内の状態を表すこと。ここでの表現は後者の意味で解釈されるべきです。

熱は 3 つの方法で伝わります。伝導(短い鉄の棒の端を火の中に入れると反対側の端が温まる) によるもの (これは伝導熱です)、対流(流れの方法) によるもの (ボイラー、炉、または鍋の中で大量の水が温まるなど)、および放射(熱い金属片または直火から拡散する熱) によるものです。放射熱は音や光のようにどの方向にも直線的に伝わり、その強度はその中心または放射点からの距離の 2 乗に反比例して減少します。放射中心からの距離が 1、2、3、4 ヤードであるとすると、熱線で覆われる表面積は 1、4、9、16 平方フィート増加します。熱の強度は1、1 ⁄ 4、1 ⁄ 9、1 ⁄ 16減少します。そして、熱が吸収されるか、熱の供給源が止まるまで、同様の割合でこれが続きます。

固体または液体が接触したり接近したりする場合、温度差があると必ず温度が均一化される傾向があります。100 度の水を、同量の 50 度の水が入った容器に注ぐと、全体の温度は 75 度になる傾向があります。周囲の空気の温度が 30 度であるとすると、水と周囲の空気がほぼ等しくなるまで冷却プロセスが継続され、水の温度が低下するのに比例して空気の温度が上昇します。

ボイラー下の火によって発生した熱は、比重差、つまり配管内の冷水がボイラー内の水よりも重いため、ボイラー内の水に伝わり、軽い温水は下降し、上方に押し上げられます。この熱は、熱伝導率の高い配管から室内の空気に放射され、必要な温度まで上昇します。熱を吸収するもの213熱を素早く受け取り、素早く放出するものは良導体と呼ばれ、熱を受け取るのが遅く、ゆっくりと放出するものは悪導体と呼ばれます。

次のような導電率と各種材料の放射特性の表が役に立つかもしれません。

さまざまな物質の導電力。—Despritz。

材料。 導電性。
金 100
銀 97
銅 89
真鍮 75
鋳鉄 56
錬鉄 37
亜鉛 36
錫 30
鉛 18
大理石 2.4
耐火粘土 1.1
水 0.9
様々な物質の放射力。—レスリー

材料。 放射する力。
ランプブラック 100
水 100
筆記用紙 98
ガラス 90
ティッシュペーパー 88
氷 85
鍛造鉛 45
水銀 20
磨かれた鉛 19
磨かれた鉄 15
金、銀 12
銅、錫 12
上記の表から、水は優れた放射体であり、比熱も大きく、鉄は優れた伝導体であることがわかります。これらの特性と材料費の安さが相まって、人工熱の伝達と分配は効率的で経済的、かつ便利になります。

214

特定の基準を採用することで、明確な結果に到達するように定義、比較、計算することが可能となり、そのために熱の単位、電力の単位、仕事の単位などが標準として採用されるのです。

標準熱量単位は、華氏 32 度にある 1 ポンドの水の温度を 1 度、つまり32 度から 33 度に上げるのに必要な熱量です。

比熱とは、固体または液体の温度を一定温度上昇させるために必要な熱量です。水は比較の単位または基準として用いられます。1ポンドの水を1度上昇させるのに必要な熱量は、1ポンドの水銀を約30度、1ポンドの鉛を約32度上昇させるのに相当します。

等重量の各種物質の比熱表。

固体。 比熱
。
木材（モミとマツ） 0.650
（オーク） 0.570
氷 0.504
石炭 0.280
木炭（動物） 0.260
（野菜） 0.241
鉄（鋳物） 0.241
コーラ 0.201
石灰岩 0.200
ガラス 0.195
鋼（硬質） 0.117
” （柔らかい） 0.116
鉄（鍛造） 0.111
亜鉛 0.095
銅（焼きなまし） 0.094
（冷間鍛造） 0.093
錫 0.056
鉛 0.031
液体。
水 1.000
アルコール 0.158
酸（木酢液） 0.590
エーテル 0.520
酸（酢酸） 0.509
オイル（オリーブ） 0.309
水銀 0.033
ガス。215
水素 3.409
アルコール蒸気 0.547
スチーム 0.480
二酸化炭素 0.245
窒素 0.243
酸素 0.217
大気 0.237
炭酸 0.202
蒸気ポンプ。
蒸気プラントにおいて、ボイラーへの給水のみならず、その他多くの用途に水を供給する機器の重要性は、計り知れません。ポンプの安定した運転は、技術者、所有者、そして従業員の安全と快適性、そして間接的には「プラント」が関連する事業の成功を左右します。だからこそ、これほど重要な機器の操作に関する完全な知識を習得する必要があるのです。

図102.

ポンプは現在、水、ビール、糖蜜、酸、油、溶融鉛などの汲み上げ、輸送、供給に使用されています。また、空気、アンモニア、照明用ガス、酸素などのガスもポンプで処理されます。さらに、ポンプは流体の圧力を増減させるためにも使用されます。

ポンプはさまざまな方法で製造されており、ロープ、チェーン、ダイヤフラム、ジェット、遠心、回転、振動、シリンダーと定義されます。

シリンダーポンプには、単動式と複動式の2種類があります。単動式（実質的には片側）では、複動式では、シリンダーが一方向に動くと水の流入と排出が同時に起こり、もう一方向には水が排出されます。戻り行程では、排出端が吸込端となり、動作が再開されます。このように、このポンプは複動式です。

216

直圧式蒸気ポンプは、ピストンを介さずに蒸気の作用で液体を押し出すポンプです。直動式蒸気ポンプは、エンジンとポンプが一体化したものです。

シリンダーポンプまたは往復ポンプは、ピストンまたはプランジャーが一方向に動作して部分的な真空状態を作り出し、その真空状態に水がヘッドの空気によって押し流されて満たされるポンプです。

注意:吸入バルブはピストンの戻り行程でこの水が逆流するのを防ぎ、排出バルブはポンプからの流体の排出は許可しますが、吸入管を通ってポンプまたはリザーバーに戻ることは許可しません。

ポンプが作用する力は、水が汲み上げられるのを妨げる重力、つまり地球の引力です。これは、ポンプによって水を非常に長い距離、摩擦力のみに制限されても、導いたり引いたりできることからも明らかです。

注意。流体と 液体の違いは、後者が一つの容器から別の容器に注ぐことができるという事実に示されていることに注意されたい。つまり、空気と水は両方とも流体だが、この2つのうち水だけが液体である。空気、アンモニアなどは気体であるが、それらも流体であり、すなわち流れる。

多くの人が水は吸引によって上昇すると考えていますが、これは誤りです。水やその他の液体は、表面にかかる大気圧によってチューブやホースを通して上昇します。チューブから大気圧が除去されると、水が上昇するのを妨げる抵抗はなくなります。なぜなら、パイプの外側の水は表面に大気圧がかかっているため、排除された空気の代わりに水をパイプ内に押し上げ、パイプ内の水位は空気圧の減少分に比例して上昇するからです。

ポンプの最初のストロークでパイプ内の空気の圧力が平方インチあたり15ポンドから14ポンドに低下した場合、水はパイプを2 1 ⁄ 4フィートまで押し上げられます。これは、1インチ四方で高さ2 1 ⁄ 4フィートの水柱は、217重さは約1ポンドです。ポンプの2回目のストロークでパイプ内の気圧が1インチあたり13ポンドに下がると、水はさらに2.5フィート上昇します。この法則は一定であり、パイプ内の水柱の上昇は、外側の水面にかかる空気の圧力と重さが等しいことを示しています。

泥、砂、砂利、貝殻、石、石炭などが混ざった水を汲み上げるために特別に設計されたポンプ（遠心式）がありますが、これらは主に船の解体や排水に使用されるため、技術者が行うことはほとんどありません。

ポンプの製造パターンの多様性と、さらに大きな容量のばらつきにより、その一般的な原理以上のものを完全に説明することは不可能であり、次のような一般的な例を挙げるにとどめておく。

ポンプの分類。

1. ポンプは垂直型と水平型に分けられます。

垂直ポンプはさらに次のように分類されます。

1. 通常の吸引ポンプまたはバケットポンプ。2
   . 吸引ポンプとリフトポンプ。3
   . プランジャーポンプまたはフォースポンプ。4
   . バケットポンプとプランジャーポンプ。5
   . ピストンポンプとプランジャーポンプ。

水平ポンプは次のように分類されます。

1. 複動ピストンポンプ。2
   . 単動プランジャーポンプ。3
   . 複動プランジャーポンプ。4
   . バケットポンプとプランジャーポンプ。5
   . ピストンポンプとプランジャーポンプ。

218

図103.

A—エアチャンバー。B—
ウォーターシリンダーキャップ。C—
バルブとシートが組み込まれたウォーターシリンダー。D—
ロッカーシャフト（それぞれ長または短）。E—
取り外し可能なシリンダー（それぞれ）。F—
ウォーターピストンとフォロワー（それぞれ）。
„—水ピストンフォロワー、各。
G—ロッカースタンド。
H—吸引​​フランジ、ネジ切り。
I—排出フランジ、ネジ切り。
J—中間フランジ、各。
K—水シリンダーヘッド、各。
L—凹面一式、スタッフィング ボックス、各。
M—蒸気シリンダー、ヘッド、ボンネット、バルブなし。
N—蒸気シリンダーフット。
O—クロスヘッドリンク、各。 P—
リングとフォロワーを備えた蒸気ピストン、各。 m—蒸気ピストンヘッド。 n—蒸気ピストンフォロワー。蒸気 ピストンリング、スプリング、ブレークジョイントを含む。 Q—サイド水シリンダーボンネット、各。 R— 蒸気チェストボンネット、各。 S— 蒸気チェストスタッフィングボックスグランド、 各。 T—蒸気スライドバルブ、各。 X—バルブ ロッド リンク (長または短)、 Y—蒸気バルブ ステム (各)、 Z—蒸気シリンダー ヘッド (各)、 aa—ピストン ロッド ナット (各)、 hh—ピストン ロッド スタッフィング グランド (各)、 ii—水バルブ シート (各)、 jj—ゴム バルブ (各)、 kk—水バルブ ステム (各)、 ll—水バルブ スプリング (各)、 gg—取り外し可能なシリンダー スクリュー (各)、 b—蒸気バルブ ステム フォーク (各)、 c—蒸気バルブ ステム フォーク ボルト (各)、 e—バルブ ロッド リンク ボルト (各)、 d—ロッカー アーム ピン (各)、 f—クロスヘッド リンク ボルト (各)、 o—カラー ボルト (各)、 pp—真鍮製蒸気シリンダー ドレン コック (各)、水パッキン (各)、真鍮製ピストン ロッド (各)、真鍮ライニング取り外し可能なシリンダー（予備、各1個）。ピストンロッドスタッフィンググランドボルト（各1個）。ウォーターシリンダーキャップボンネット（各1個）。トップバルブキャップ（各1個）。バルブキャップクランプ（各1個）。

図102および103には、複動式蒸気ポンプの概要が示されています。このポンプは、中心で停止するリスクが少なく、最も低速な動作が可能なため、蒸気ボイラーへの給水に最も適したパターンであることは間違いありません。

参照文字付きの図面から、すべての蒸気ポンプの部品に一般的に適用される用語を知ることができます。例:「k」は水バルブ ステムを示し、「K」は水シリンダー ヘッドを示します。

ほぼすべてのポンプメーカーが、修理方法や自社ポンプの最適な使用方法などに関する有益な印刷物を提供していることに注目すべきです。特に、ポンプの「部品」の切り抜きが掲載されている修理シートは貴重です。蒸気ユーザーやエンジニアは、使用する特殊ポンプについて、メーカーにそのような資料を請求するのが賢明です。

219

ポンプに関するポイント。
蒸気パイプをエンジンに接続する前に、蒸気で十分に吹き飛ばしてください。そうしないと、パイプ内にある汚れやゴミが蒸気シリンダーに運ばれ、バルブやピストンを切断してしまいます。

ポンプのエンジン側のバルブの動きは絶対に変更しないでください。動作部品が緩んだり、曲がったり、破損したりした場合は、交換するか、新しい部品を以前と全く同じ位置に取り付けてください。

詰め物箱を、よく油を塗った良質のパッキングでほぼいっぱいにして、過度の摩擦がなく漏れを防ぐのに十分な程度に締めます。

良質のオイルのみを使用し、ポンプを停止する直前に蒸気端にオイルを注してください。

ポンプに十分な水を供給することが絶対に必要です。

可能であれば、吸入管にバルブやエルボを使用しないようにし、できるだけ真っ直ぐにしてください。曲がった部分、バルブ、エルボがあると、ポンプに流入する水の摩擦が大幅に増加します。

吸引パイプが砂や泥に埋まらず、自由で障害物がないことを確認してください。

供給源からポンプに至るすべてのパイプは気密でなければなりません。わずかな空気の漏れでも真空状態が破壊され、ポンプは適切に充填されず、動きがぎくしゃくして不安定になり、エンジンが破損しやすくなります。

吸引空気室（短いニップル、T 字継手、吸引管の直径以上で長さ 2 ～ 3 フィートのパイプ、およびポンプに近い吸引管に垂直にねじ込まれたキャップで構成されている）は常に役立ちます。また、吸引管が長い場合、高揚程の場合、またはポンプが高速で動作している場合、これは絶対に必要です。

ポンプは使用前に絶対に分解しないでください。使用後にポンプの動作に不具合が生じた場合は、必ず最初にポンプ側を点検してください。バルブに詰まりがある場合は、取り除いてください。ポンプがしっかりと梱包されていること、パイプやポンプに亀裂や空気漏れがないことを確認してください。

220

ボイラー給水用のポンプを選択する際には、十分な大きさのポンプであること、また、部品数が少なく、デッドポイントやセンターがなく、動作音が静かで、蒸気と修理のコストが安く、どのような圧力でも確実に作動することなどの望ましい特性を備えていることが重要です。

ピストンまたはプランジャーが動いても、ポンプが故障するのは漏れが原因です。他に原因はないため、漏れ箇所を特定して修理する必要があります。バルブの漏れはよくあることで、研磨する必要があります。ピストンの漏れはそれほど一般的ではありませんが、時々発生します。修理が解決策です。プランジャーの漏れはよくあることで、再研磨が必要です。ロッドはパッキンに接触する部分まで真っ直ぐでなければなりません。プランジャー周囲のパッキンは、長期間放置されると汚れや堆積物で詰まり、硬化して本来完璧なロッドに傷をつけ、漏れが発生します。

ポンプの揚水能力は、シリンダーとバルブ室内のクリアランスとピストンおよびプランジャーの変位の適切な比率によって決まります。

インジェクターはジェット ポンプの一種で、揚力または強制力、あるいはその両方を実行します。

蒸気ポンプの良好な作動に最も必要な条件は、水の十分かつ安定した供給です。配管接続部は、ポンプの開口部よりも小さくなってはいけません。吸入管と吐出管は、内面が可能な限り真っ直ぐで滑らかである必要があります。

揚程が高い場合や、吸引が長い場合には、吸引管の端にフートバルブを設置し、フートバルブの面積が吸引管の面積を超えるようにして下さい。

蒸気管と排気管の面積は、いずれの場合も、それらが接続されているポンプのニップルと同じ大きさにする必要があります。

ポンプが水を汲み上げる、あるいは汲み上げる距離は約33フィートです。これは、面積1インチの水（33フィート）の重さが14.7ポンドであるためです。しかし、33フィートを汲み上げるには、ポンプが良好な状態を維持し、すべての配管が気密でなければなりません。ポンプは22フィートから25フィートまでであれば、より満足のいく揚水性能を発揮します。

221

寒い天候では、ポンプを使用していないときに凍結を防ぐため、すべてのコックと排水プラグを開いてください。

蒸気ボイラーに供給する蒸気ポンプを購入するときは、1 馬力あたり 1 時間あたり 1 立方フィートの水を供給できるものを選択する必要があります。

どんなに優れたポンプでも、お湯を汲み上げることはできません。ポンプのバレルから空気が排出されるとすぐに蒸気が空間を占め、真空状態を破壊し、給水を妨げるからです。こうした結果、ポンプはノッキングを起こします。お湯を汲み上げる必要がある場合は、水がバルブ室に流れ込むように、ポンプを給水口より下に設置する必要があります。

蒸気ポンプの送出パイプ上の空気容器は、水シリンダーの面積の 5 倍未満にならないようにしてください。

蒸気ポンプの配置には、水源、供給地点、一定時間内に必要な水量、水を汲み上げるのかポンプに流すのか、ボイラーに直接送り込むのか、ポンプの 25 フィート、50 フィート、または 100 フィート上にあるタンクに汲み上げるのかなど、考慮すべき点が多数あります。

吸引チャンバーは、ポンプが逆回転するときに衝撃を防止し、速度が高いときにポンプバレルを充填できるようにするために使用されます。

吸引力は、海面で 1 インチあたり 14 7 ⁄ 10、または 1 平方フィートあたり 2096.8 の空気の不均衡な圧力です。

ポンプに関連してバルブについて話す場合、1 つのバルブの機能を分割して実行する複数のバルブが存在する可能性があると理解できます。

ポンプバルブを密閉する簡単な方法は、バルブシートに溝を刻み、そこにゴムコードを挿入することです。バルブが着座すると、コードが圧縮され、密閉された接合部を形成します。また、急速な閉弁時に発生する衝撃を防止し、バルブシートの寿命を延ばすという利点もあります。ゴムコードは摩耗しても、簡単に素早く交換できます。

222

ポンプに関する計算。
水柱の圧力（ポンド/平方インチ）を求めるには、水柱の高さ（フィート）に 0.434 を掛けます。おおよそ、高さ 1 フィートごとに1 ⁄ 2ポンド/平方インチの圧力がかかるといえます。これにより、通常の摩擦が考慮されています。

1 分間に一定量の水を移動させるポンプ シリンダーの直径を求めるには(ピストンの速度の標準は 100 フィート)、ガロン数を 4 で割り、平方根をとります。その積がポンプ シリンダーの直径 (インチ) になります。

ピストン速度100フィート/分で1分間に上昇する水の量を求めるには、水シリンダーの直径（インチ）を2乗し、4を掛けます。例：5インチのシリンダーの容量を求める場合、直径（5インチ）の2乗は25で、これに4を掛けると100となり、これが毎分（おおよそ）のガロン数となります。

特定の高さまで水を上げるのに必要な馬力を求めるには、1 分あたりに上げられる水の重量（ポンド）と高さ（フィート）を掛け、その積を 33,000 で割ります（水の摩擦を考慮し、さらに蒸気シリンダーでの損失（例えば 20 ～ 30 パーセント）を考慮する必要があります）。

蒸気ピストンの面積に蒸気圧を掛けると、加えられる圧力の総量が得られます。水ピストンの面積に1平方インチあたりの水圧を掛けると、抵抗が得られます。ピストンを必要な速度で動かすには、出力と抵抗の間に余裕を持たせる必要があります。速度やその他の条件に応じて、例えば20～40%程度です。

シリンダーの容量をガロン単位で求めるには、面積（インチ）とストロークの長さ（インチ）を掛け合わせると、立方インチの総数が得られます。この値を231（1米ガロンの容積をインチで表​​した値）で割ると、その積がガロン単位の容量になります。

62° F の温度は、水の重力または密度を基準として、または単位として、物体の比重を計算するときに使用される水の温度です。

223

図104.

浮遊物や砂利などをポンプの作動部に近づけないようにすることが非常に重要です。図104は、承認済みのストレーナの断面図です。ボルト1本を緩めるだけで取り外し、詰まりを取り除き、交換することができ、作業時間はわずか1分です。このストレーナの利点は一目瞭然です。

224

水に関する重要な原則。
水には、すべてのエンジニアが徹底的に理解すべき、根底にある自然法則やその他のデータがあります。熱、水、蒸気は、エンジニアが最初に扱わなければならない3つの特性です。

1 立方フィートの純水の重量。

華氏32度。 ＝ 62.418 ポンド。
39.1°Fで ＝ 62.425 「
62°で （標準温度） ＝ 62.355 「
212°で ＝ 59.640 「
1 立方フィートの水の重さは、最大密度の温度で約 1000 オンス (正確には 998.8 オンス) です。

17℃（62° F）の水の円筒形1フィートの重さは49ポンド（約20.3kg）です。円筒形1インチの重さは0.4533オンスです。

水には注目すべき4つの温度があります。

32° F、 または 0℃ = 1 気圧下の凝固点。
39.1° または 4° = 最大密度の点。
62° または 16°.66 = 標準温度。
212° または 100° = 1 気圧下での沸点。
水は、曲がった管の反対側の腕で同じレベルまで上昇するため、パイプ内の水はその水源と同じ高さまで上昇します。

水の粒子にかかる圧力は水面下の深さに比例し、横方向の圧力は下方向の圧力に等しくなります。

静止した水は、あらゆる方向に均等に圧力をかけます。これは非常に注目すべき性質で、水の上向きの圧力は下向きの圧力と等しく、横方向の圧力も等しくなります。

どんなに少量の水でも、どんなに多い水でも釣り合うようにすることができます。これは静水力学のパラドックスと呼ばれ、樽の栓穴に挿入された長い管を通して液体を樽に注ぐことで例えられます。樽が満杯になり、水が管内を一定の高さまで上昇すると、樽は激しく破裂します。

水は実質的に非弾性です。1平方インチあたり3万ポンドの圧力が加えられた場合でも、収縮率は12分の1未満であることが確認されています。

225

静止している水面は水平です。身近な例としては、ボイラー室の水は、シリンダーの大きさがどれだけ異なっていても、均一な水位を維持しようとするという点が挙げられます。

容器内の水塊の任意の部分に加えられた所定の圧力または打撃は、水塊のすべての部分に均等に分散されます。たとえば、水面の 1 平方インチ上に押し込まれたプラグは、容器の表面積がどんなに大きくても、その 1 平方インチすべてと、容器内に浸っている物体の表面の 1 インチすべてに瞬時に伝わります。

さまざまな標準ガロンの水の重量と容量。

1ガロンあたりの立方インチ。
1ガロンの重量（
ポンド単位）。 1立方フィートあたりのガロン数
。 1 立方
フィートの水の重量、
英国標準、
62.221 ポンド。常用。
帝国または英語 277.264 10.00 6.232102
アメリカ合衆国 231. 8.33111 7.480519
石炭の保管と取り扱い。
石炭を保管する最良の方法は経済性の問題であり、技術者の注意が必要です。

石炭は、鉱山から採掘されたままの状態が炉で燃焼するのに最適な状態です。石炭の破片は明るくきれいで、劣化を防ぐために状態の変化をできるだけ避けるように使用時まで保存する必要があります。

実際の経験から言えば、レンガ造りの建物は、涼しさを促進する二重壁、窓の代わりに高くて細いスリット、壁の下部に換気口、張り出した軒を持つ高勾配屋根、軒下に換気口をしっかりと確保し、屋根の縁に換気口を備えた構造が、石炭を採掘直後の状態に最も近い状態に保つのに最適であることが分かっています。建物の床は226できれば縁にレンガを敷くか敷石を敷くべきであり、ドアは大きくして湿気の多い時期には開けておき、暑い時期には閉めるべきです。

暑い時期には時々石炭を撒くことを勧める人もいますが、建物の周囲の舗装、床面、内外の壁を濡らし、蒸発した水分で石炭に作用させる方がはるかに効果的です。この方法で十分であることがお分かりいただけるでしょう。

光は燃料の品質を著しく低下させるので、石炭小屋は暗い方が良いということはずっと以前から分かっています。

ボイラー室の床の最もよい配置は、石炭箱を石板で敷き詰め、ドアで火室に通じるようにし、火室自体はレンガで斜めに敷き詰め、コンクリート基礎の上に端を立てて置き、ボイラー前面から約 3 フィート以内までしっかりと締め固め、残りのスペースは鉄板で床を敷くことです。

石炭は貯蔵庫から車輪で運び出し、これらのプレートの上に捨ててください。決してレンガの床の上には捨てないでください。これらのプレートはボイラーに向かって約1インチの傾斜で敷設する必要があります。また、ボイラーに最も近い端には、幅約6インチ、深さ約1.5インチの溝または樋を鋳込むことをお勧めします。こうすることで、ゲージコック、ドリップパイプ、そして灰を濡らす際に発生する水がそこに流れ込み、床下に敷設された適切な下水管に排水されます。

炉の化学。
ブロードウェイの化学者が1トンの石炭の成分を注意深く推定したところ、非科学的な考えを持つ人々には到底理解できない興味深い事実が明らかになった。通常のガス炭1トンからは、ガスのほかに、コークス3,500ポンド、アンモニア水20ガロン、コールタール140ポンドが得られることがわかった。この量のコールタールを分解蒸留すると、ピッチ約70ポンド、クレオソート17ポンド、重質油14ポンド、約9.5ポンドが得られる。227ナフサイエロー 6 ポンドと 1/3 ポンド、ナフタリン 4 と 3/4 ポンド、アリザリン 2 と 1/4 ポンド、アニリン 1 と 1/5 ポンド、トルジン 79/100 ポンド、アントラシン 46/100 ポンド、およびトルチェ 9/10 ポンド。最後の物質から、最高級のサトウキビ糖の 230 倍の甘さがあると言われる新製品のサッカリンが得られます。

技術者の観点から見ると、すべての石炭の主成分は炭素と水素です。石炭の自然状態では、これら2つは結合して固体となっています。しかし、それぞれの性質と燃焼様式は本質的に異なります。水素は気体状態でのみ熱に変換できますが、炭素は固体状態でのみ燃焼します。これらが結合している間は、どちらも燃焼しないことを念頭に置く必要があります。

しかし、石炭には天然の状態で他の元素も存在しており、後続の段落で説明するように、燃焼中に新しい元素が生成されます。

蒸気を発生させるための燃焼過程は、石炭に閉じ込められた様々な元素を解き放ち、放出し、あるいは変化させることから成ります。この過程に用いられるエネルギーは熱です。燃料の消費によって生じる化学的結果は、4つの段階、あるいは部分に分けることができます。

第一段階：既存の熱を利用して燃料を構成するガスを分離します。石炭の場合、これは主に炭素と水素の混合物です。

第二段階：既存の熱を適用または利用して、炭素を水素から分離します。

第三段階では、既存の熱をさらに利用して、炭素と水素という2つの可燃物の温度を、空気との結合に必要な熱まで上昇させます。この熱が得られない場合、化学結合は起こらず、燃焼は不完全となります。

228

第四段階、そして最後の段階は、空気中の酸素と炉内の炭素および水素が適切な割合で結合する段階です。この段階では、高熱が発生し、発火した炭素から光も放出されます。この最終段階における燃焼生成物の温度は、希釈された空気の量に依存します。H・デイビー卿は、この熱が金属の白熱よりも高いと推定しています。

最初の段階では熱が吸収されますが、最後の段階では放出されます。熱の化学原子が適切な割合で結合していない場合、二酸化炭素、炭素と水素の混合物、その他の可燃性ガスが目に見えない形で放出され、それに応じて燃料から熱が失われます。

適切な結合が起こると、不燃性の蒸気、炭酸ガス、窒素だけが放出されます。

したがって、完全燃焼の主な生成物は、目に見えず不燃性の蒸気と、目に見えず不燃性の炭酸ガスです。

不完全燃焼の生成物は、目に見えないが可燃性の二酸化炭素と、一部は目に見えず一部は不燃性の煙です。

蒸気は、石炭から発生した水素ガスと、それに相当する量の空気中の酸素が結合して生成されます。煙は、空気中の酸素をそれぞれ受け取らずに消費されずに排出された水素と炭素から生成されます。煙の色は、黒く粉状の炭素が排出される量によって決まります。

失われる熱は炭素の量だけに依存するのではなく、目に見えないが可燃性のガスである水素と二酸化炭素にも依存します。そのため、煙の色は煙に含まれる炭素の量を示すかもしれませんが、失われる熱の量を示すわけではありません。したがって、無煙機関車で燃焼するコークスは、このようにして、固定式エンジンボイラーの下での石炭の不完全燃焼から生じる熱よりも多くの熱を失う可能性があります。

229

不完全燃焼の実際的で身近な例は、ランプから煙が出たとき、消費されなかった炭素が煤となって周囲に堆積することです。芯を下げて酸素の供給量に合わせることで炭素の発生または離脱が抑制されると、炭素はすべて消費され、煙は止まります。ランプで起こることは炉でも起こるため、空気の適切な供給は、量と火への導入方法の両面において、経済性に関わる重要な要素となります。

熱を経済的に生成することと、その熱をその後どのように利用するかは別問題です。燃焼は完璧でも、ボイラーによる熱の吸収は劣る場合があります。

炉内で作用する主な物質は炭素、水素、酸素であり、これらが一定の割合で結合すると、水や蒸気、炭酸、その他実用上それほど重要ではない物質が生成されます。

酸素は目に見えない気体で、無臭であり、容器内では時間とともに変化することなく永久に保持されます。実験的に少量の酸素を得るには、塩素酸カリウムを加熱し、発生するガスを袋や瓶に集めます。酸素は普通の空気よりわずかに重く、1.106倍です。32 ℃の温度で1立方フィートの重さは1.428オンスです。酸素は自然界で最も豊富な物質の一つであり、様々な方法で他の多くの物質と結合しています。

炭素は自然界で最も興味深い元素物質の一つです。可燃性があり、木炭の原料となり、主に石炭に含まれています。炭素は羽毛状の粉末にまで分解できる鉱物であり、様々な形で存在します。様々な方法で生成されます。石油ランプからはランプの黒、石炭からはコークス、木材からは木炭として得られます。燃焼状態の炭素鉱物粒子は、ガス、石油、ろうそくのいずれの炎も明るく輝かせます。

炭素は鉄と結合して鋼鉄となり、水素と結合して街のガスとなる。炭素は自然界で酸素に次いで豊富な物質と考えられている。炉の中では230燃料の炭素は空気中の酸素と結合して熱を生成します。空気の供給が正しく調整されていれば完全燃焼しますが、空気の供給が不足すると不完全燃焼になります。

水素は目に見えない気体であり、酸素の何倍も軽い、世界で最も軽い物質として知られています。可燃性があり、大量の熱を発します。私たちのガス施設では、水素が大量に製造され、炭素と混合されて街路、商店、住居を照らしています。水素はあらゆる炎の源です。炭鉱で硫黄と混合されると爆発性になります。一部に削りかすを詰めた高温の鉄管に蒸気を流すと、水素ガスが発生し、淡黄色の炎を上げて燃えます。

したがって、燃料中の水素含有量が多いほど、一般的に加熱力は大きくなります。しかし、燃料中に水素元素が含まれている場合、水素は他の元素である酸素によって多かれ少なかれ中和されることを念頭に置く必要があります。これは、水素と酸素の親和力が炭素よりも高いため、水素で飽和した酸素は蒸気に変換され、熱を発生することなく燃料層から上昇するからです。したがって、燃料中の酸素含有量が多いほど、燃焼による熱発生力は低下します。

窒素もまた元素です。生命活動にも燃焼にも役立ちません。空気より軽く、味も匂いもありません。32℃の温度で1立方フィートの重さは、1オンスよりわずかに軽いです。

硫黄もまた元素であり、黄色で脆く、水に溶けず、容易に溶解し、可燃性です。その高い可燃性から、硫黄または燃え石とも呼ばれます。青い炎を上げて燃え、独特の窒息臭を放ちます。

炭酸ガスは、酸素16と炭素6の混合ガスを燃焼させることで生成されます。比重は1.529で、生命を脅かすだけでなく、消火作用も持ちます。

231

炭酸ガスは無色透明の可燃性ガスで、機関車の火室の扉を開けた際に見られるような淡青色の炎を出して燃焼します。炉内で炭酸ガスが存在することは、空気供給不足による不完全燃焼の証拠であり、酸素が16％ではなく8％しか炭素と結合していないことを示しています。

テーブル。

次の表は、完全な条件下で、指定された物質から蒸発する水の量の比較を示しています。

1ポンドが燃えました。 水が蒸発しました。
水素 64.28
炭素（複数の実験の平均） 14.77
二酸化炭素 4.48
硫黄 4.18
アルコール 13.40
石油ガス 22.11
テレピン油 20.26
最後の4つの物質は化合物であり、最後の3つはほぼ完全に、あるいは主に炭素と水素で構成されています。平均的な石炭の総加熱力は、上記と同じ条件下では約12.83ポンドの水に相当することは注目すべき点です。水素は、64 1/4ポンドの水を蒸発させることで、加熱力リストのトップに君臨していることがわかります。一方、次に多く、燃料の主要な可燃性元素である炭素は、14 3/4ポンドの水しか加熱力がありません。

232

耐熱および装飾用塗料。
蒸気管、ボイラー前面、煙突接続部、鉄製の煙突は、しばしば非常に高温になるため、塗装が焦げ、変色し、膨れ上がり、剥がれ落ちることがあります。様々な状況下で長期間使用した結果、シリカグラファイト塗料がこれらの問題を克服するのに非常に適していることがわかりました。塗料を塗布する際には、煮沸した亜麻仁油だけで、必要な粘度に薄めることができ、乾燥機は必要ありません。塗料は、通常の筆を使って通常の方法で塗布します。色はもちろん黒です。

色のバリエーションが豊富な別の塗料は、細かい粉末状の石鹸石と、非常に強くて硬い速乾性のワニスを混ぜて作られます。この塗料を使うと、塗装した物体はエナメル質を塗ったような表面になり、耐久性があり、熱、酸、大気の影響を受けなくなります。木材に塗ると腐敗を防ぎ、石材に塗ると崩壊を止めます。鉄船の内部は外部よりも腐食の影響をはるかに受けやすいことはよく知られていますが、この塗料は内部腐食に対する最も効果的な保護であることが証明されています。この塗料は軽く、粒子が細かく、適切な顔料で着色でき、伸びがよく、鉄や鋼の繊維に素早くしっかりと付着します。

黒いニスとよく混ぜたテレピン油も、鉄製の煙管に適したコーティングになります。

エンジンルームの表面を白く塗ることで、より明るく快適な外観を実現できます。石灰は熱伝導性に優れ、鉄を錆から守る効果も備えています。そのため、ボイラー前面、煙突、蒸気管などを白く塗ることは、他の物質と同様に優れた素材と言えるでしょう。

この目的のために白塗りを準備するには、石灰を溶かす水に少量の塩か接着剤を加えるだけで十分です。これらの物質は白塗りを固着させ、後で簡単にこすり落とすことができないからです。しかし、おそらく最も良い方法は、233白塗りを準備する方法としては、1 ポンドの米を煮てでんぷん状になるまで煮詰め、沸騰によってすべての固形粒子を分解し、この溶液を水に溶かした石灰溶液に加えることです。

この最後の下塗りは屋外作業にも非常に適しています。塗布して乾燥させれば、どんなに雨に濡れても剥がれることはなく、見た目はほぼ白ペンキと変わりません。また、通常の熱にも変色しません。ただし、火室の扉の熱で茶色がかった色になる場合があります。ボイラーのレンガ部分も、自然な色よりも白く塗った方がはるかに美しく見えます。ボイラー室の天井と壁も白く塗れば、見た目も美しく、健康的で、清潔感にも大きく貢献します。

これを試みる技術者は、塗装するのと同じ頻度で白塗りを塗り直すので、パイプとボイラー前面を塗装するこの計画を、あらゆる種類の黒い塗料を使用するよりも優先するでしょう。

圧力記録計。
この装置は、時計の仕組みとボイラー内で生成される蒸気の圧力変化によって作動する巧妙な機構であり、回転する紙のロール上に時間と圧力を記録し、ボイラー内に存在したさまざまな状態を正確に記録します。

図105.

これを使用することで得られる利点は、次のようにまとめられます。1. これは、消防士に蒸気の均一な圧力を維持するよう常に注意を教えるモニターです。2. ゲージの使用によって可能になるこの均一な蒸気は、最大限の経済性を生み出します。2343、均一な圧力を維持することでボイラーの寿命が長くなり、修理の必要性が最小限に抑えられます。4、これは注意深く注意深い火夫の名誉の回復であり、信頼できる記録がないために過小評価されがちな彼の技術と誠実さが正当に評価されることになります。

ボイラー室の備品として説明されていて、よく見かけるこの素晴らしい装置の適切な設置場所は、蒸気使用者のオフィスです。こうすることで、発電所の安全性と経済性に関して技術者と所有者の間に神経的なつながりが確立され、両者に大きな利益がもたらされます。

ボイラーに適用される馬力。
一般的に、蒸気ボイラーに適用される 1 馬力は、華氏 100 度の温度の 30 ポンドの給水が 70 ポンドのゲージ圧力で 1 時間以内に蒸気に変換されることを意味します。

同じテストで 2 つのことが判定されるため、この規格が求められます。1 つ目はボイラーの蒸気生成能力、2 つ目は蒸発効率です。この 2 つが、ボイラーの商用評価を決定するために必要なすべてです。

しかし、エンジンが接続されていない状態では、一般的な原理に基づいてボイラーの馬力を計算することは不可能であるというのは事実です。所定の面積のピストンに所定の蒸気圧をかけ、毎分一定の速度（フィート）で動く、しっかりと構築されたエンジンは、ボイラーがその圧力を維持するのに十分な量の蒸気を供給できる限り、常に、そしてあらゆる条件下で同じ出力を発揮します。蒸気が60馬力のボイラーから供給されるか、30馬力のボイラーから供給されるかは問題ではありません。

ボイラーの馬力を計算するための信頼できる標準ルールが存在しないという事実の証拠として、同じサイズのボイラーを同じ定格出力のエンジンを搭載したエンジンメーカーが2社も出荷していないことが挙げられます。経験上、エンジンを定格出力まで稼働させるのに十分な蒸気を供給するには、一定の大きさのボイラーが必要であり、あるメーカーが30馬力とみなすようなボイラーは、235他の人は 35 以上と考えるかもしれません。違いは、蒸気を使用するエンジンの経済性にあり、蒸気を作るボイラーにあるのではありません。

また、あるタイプのエンジンを40馬力まで無理なく稼働させるのに十分な蒸気量を供給できるボイラーでも、別のタイプのエンジンでは、同じ出力を発生し、同じ機能を果たすために、安全面または経済性の限界を超える強制運転が必要になる場合があります。したがって、すべての蒸気ボイラーが置かれるさまざまな条件を考慮すると、ボイラーの馬力を計算するための信頼できる標準的な規則は存在せず、せいぜい概算値しか存在しません。

したがって、ある特定の出力のエンジンを選択し、同じ製造業者にそれに対応するボイラーを供給してもらうのが最善です。そして、2 つが互いに適合し、ボイラーがエンジンを最大定格まで動作させるのに十分な容量を持っている限り、ボイラーが同じ馬力を示すかどうかはほとんど問題ではありません。

実際には、単気筒自動遮断エンジンで 80 ポンドを超える圧力をかけるのは経済的ではないことが判明しています。

圧力が増加すると、より経済的なエンジンを使用できるようになり、馬力当たりの時間当たりの水消費量が減少するため、必要な加熱面と火格子面の量が減り、つまり、所定の電力に対してボイラーと炉が小さくなります。

80 ポンドから 120 ポンドの圧力の場合、複合エンジンが最良の結果をもたらしますが、より高い圧力の場合、三重膨張エンジンや四重膨張エンジンが最も経済的です。

水平管式蒸気ボイラーの馬力推定規則。
シェル、ヘッド、チューブの加熱面の平方フィートを調べ、15 で割って公称馬力を算出します。

ボイラーの役割は蒸気を作ることであり、その実際の効率、つまり購入者にとっての有用性の尺度は次のように測定される。236一定の時間内に蒸気に変えられる水の量と、この作業に必要な石炭の量によって決まります。

通常の54インチ×16フィートのボイラーは、40本の4インチ管、25平方フィートの火格子面積、800平方フィートの加熱面積を持ち、一般的には75馬力のボイラーですが、良い練習をすれば100馬力、そして最高の現代のエンジンでは200馬力が得られます。

ボイラー設定。
蒸気ボイラーをレンガ造りの構造体と接続部に「設置」または配置する方法が、良いか悪いかにかかわらず、使用される燃料の量は 5 分の 1 も変わります。したがって、作業を実行するための正しい原則を知ることが重要です。

図106.

蒸気プラントの「ボイラー」と呼ばれる部分は、ボイラーと炉の2 つの部分で構成されており、炉は主にレンガ造りであるため「設定」の一部と考えることができます。

ボイラーの設置には 2 種類のレンガが使用されます。壁、基礎、炉の裏打ちに使用される一般的なレンガと、炉や通路に直接火が当たるあらゆる箇所に敷く必要がある、いわゆる耐火レンガです。

高温ガスにさらされるすべての箇所に耐火レンガを使用する必要があります。耐火レンガの内張りは、外壁とは別に施工できる13 1⁄2インチの厚さでない限り、赤レンガと一体化させるのが理想的です。この方法では、非常に厚い壁が必要になります。通常通り、暖炉には9インチの耐火レンガの内張りを使用します。237橋壁の後ろ4 1⁄2インチ。耐火レンガの継ぎ目は可能な限り薄くする必要があります。

図106は、炉の側面にフィットするように作られた様々な形状の耐火レンガの一部を示しています。これらのレンガは、その独特な形状から、円形レンガ、角形レンガ、枠型レンガ、アーチ型レンガなど、特別な名称で呼ばれています。図に示すように、一般的な耐火レンガのサイズは9インチ× 4 1/2インチ×2 1/2インチです。

耐火レンガの特異な性質は、長時間にわたり溶融することなく高温に耐える力です。急激な温度変化にも損傷なく耐え、溶融した銅や鉄のスラグの作用にも耐えなければなりません。耐火レンガは、一般的なレンガに最適なモルタルとは全く異なる耐火粘土で固められています。

ボイラーの設置と構造は多種多様ですが、いずれにせよ目指すべき最終目的は、煙突端における炉熱のロスを可能な限り少なくし 、高い炉熱を確保することです。これを達成するには、(1) 炉橋を含む炉周囲の壁が十分な厚さで、熱を可能な限り逃がさないこと、(2) 適切な時間と温度で炉内に適切な空気が供給されること、(3) 燃焼によって発生するガスを適切に混合するために、ボイラーと火格子の表面積が適切な大きさであること、(4) 火格子の表面積、管の総面積、煙突の高さと面積が適切に比例していることが必要です。

炉の主要部品と付属品は次のとおりです。

炉本体または火室は、燃料の固体成分とガス成分の全部または一部が消費される部屋です。

格子は交互に並んだ棒と空間で構成され、燃料を支え、空気を取り込む役割を果たします。

炉底とは、炉の底部にあたる、単純に鉄板でできた部分。

燃料と、多くの場合は空気が導入されるマウスピース。マウスピースの下側はデッドプレートと呼ばれる。

238

防火扉: 時には、炉の口を塞ぐ燃料の山によって防火扉の役割を果たすこともあります。

炉の前面は防火扉の上と両側にあります。

灰受け皿。原則として、灰受け皿は火夫が立つ床面とほぼ水平になるように設計され、火をスムーズに通すため、火格子の高さは28～30インチ（約75～86cm）を超えないようにする。灰受け皿の深さは、この高さによって決定される。

灰受け扉は空気の流入を調節するために使用されます。

橋の壁。

燃焼室または炎室。

図107.

図108.

図109.

図110.

橋梁壁の背後の空間の配置は、通常、以下のいずれかの形式をとる：橋梁壁から後端まで水平（図107）。深さが15インチから6フィートの正方形の箱型（図108）。橋梁からボイラー後端まで緩やかに上昇し、高さは6インチのみで、概ね円形（図109）。後方に向かって緩やかに傾斜し、ボイラーから約36インチの距離を残す（図110）。

図107の支持者は、炎の役割は可能な限り底部に密着することであり、この形状は炎をそのように強制すると主張している。軟質石炭を燃焼させると、この形状はボイラー底部にひどい煤を付着させることが判明している。

239

図 108は他の図よりも広範囲に採用されており、そのバリエーションはチャンバーの深さで、深さは通常 36 ～ 40 インチです。

図 109 では、ブリッジが低すぎる場合を除いて、推奨される点はありません。

図110は広く採用されており、非常に満足のいく結果を示しています。この形状は燃焼理論、すなわち橋梁壁を離れた後のガスの膨張を考慮に入れています。

橋梁壁の後ろのスペースを拡大する必要があります。これにより、火災ガスの速度が低下し、より多くの熱がボイラーに放出されるようになります。

橋の壁は、下部が 18 インチ未満にならないようにする必要がありますが、上部に向かって 9 インチまたは 13 インチまで細くなる場合があります。

水管ボイラーの設置。
67ページの図26には、傾斜管を備えた蒸気ボイラーが示されています。このタイプのボイラーの設定は次のとおりです。

炉と灰受けの扉に適切な開口部を備えたレンガ壁が正面に敷かれ、外側は鋳鉄製の前面で保護され、内側は耐火レンガのライニングで保護されています。

火格子の裏側には、傾斜した水管の底まで橋壁が架けられており、その上から発生する高温のガスが水管の間を循環するようになっている。

管の上部からドラムの背面にかけて、傾斜したカウンターウォールが設けられます。カウンターウォールは、多孔板またはバーの上に設置され、耐火レンガで覆われます。また、管の下部と後端にも、管を支える壁が設けられます。

ホールの背面には外壁があり、管と煙室へのアクセスのための開口部が設けられている。側壁は管と煙室を囲むように盛り上がっており、上部はドラムにほぼ接触するようにアーチ状に形成されている。ドラムは、一部はブラケットによって、一部は管との接続部によって支えられている。

ボイラー設定に関するポイント
長くて重いボイラーは、両端に2本または3本のボルトを使い、2本の梁または桁に吊り下げるのが最適です。長さが40フィートを超えるボイラーの場合は、必要に応じて3組、あるいは4組の吊り金具が必要です。

240

短いボイラーには、石材に取り付けるサイドブラケットを使用できます。長いボイラーに使用する場合は、ボイラーの片端にサイドプレートまたは伸縮ローラーを使用してください。片側にはブラケットを2つまで取り付け、ブラケット間の距離がボイラー全長の約5分の3になるように分割するか、ボイラーの両端からブラケットの中心までの距離がボイラー全長の5分の1になるように配置してください。

ボイラー設置時の側壁は、2インチ（約50cm）以上の隙間を設け、2インチ（約5cm）以上の隙間を設けてください。後壁はボイラーの大きさに応じて12インチ（約30cm）から16インチ（約40cm）まで幅を調整できます。前壁は9インチ（約23cm）、橋梁壁は18インチ（約40cm）から24インチ（約60cm）までで、炉の背面全体にわたって完全に直線にしてください。ボイラーが側壁で支えられている場合、外壁の厚さは13インチ（約30cm）以上とし、ボイラーが載置される部分にはピラスターを設けてください。

水空間の上のボイラーに接する煙突は、断固として非難されるべきです。

ボイラー壁が非常に重くない限り、上部と下部をロッドで固定した鋳鉄製または錬鉄製の束状ステーで支える必要があります。

ガスが溜まる大きな空間があると突然発火し、いわゆる「逆流」が発生する恐れがあり危険です。

ボイラー後端とレンガ積みの接続は、ボイラーを吊り下げる場合は鋳鉄板または耐火レンガを吊り下げて行うのが最適です。ボイラーの膨張と収縮により、アーチは短期間で破損する可能性があるためです。泥濘架台に載せる場合は、この接続部をアーチ状にすることができます。この場合、ボイラー後端は固定されたままです。

異なるボイラーからの通風が同じ方向、またはほぼ同じ方向から来る場合、特別な措置は必要ありませんが、通風が正反対の方向から入ってくる場合は、中央の壁を設ける必要があります。

灰受けの水の利点は、火格子から熱い灰や燃え殻を水に落とすことで、241蒸気が発生し、火格子の上にある熱い石炭を通過する際に酸素と水素に分解され、燃焼を助けます。

乾燥したレンガは1ポンド（約450g）の水を吸収し、モルタルに含まれる水分がレンガを固め、硬化させます。結晶水の損失を防ぎ、レンガにしっかりと密着して硬化する時間を確保するため、レンガを敷く前に十分に水で湿らせておく必要があります。

蒸気がモルタルやセメントに接触すると、必ず有害な影響が生じます。蒸気の作用は、空気と水、あるいは水のみの場合よりもはるかに速く、しかも多量に存在した場合、モルタルを軟化させ、水よりも深く浸透させるからです。

ボイラーの後部ヘッドとレンガの間の距離は 12 インチ未満であってはなりません。

蒸気ボイラーの設置においては、構造の伸縮を考慮する必要があり、通常はボイラー後部ラグまたは側面ベアリングの下にローラーを設置することで対応します。ボイラー受けは常に良好な状態に保ち、ボイラーが固着したり座屈したりする危険がないように注意する必要があります。

炉の火を起こす。
炉で石炭に火をつけると、マッチのリンは非常に低い温度（150度）で燃え、摩擦だけで発火します。そして燃焼（空気中の酸素と結合）すると、マッチの硫黄を発火温度（500度）まで上げるのに十分な熱を発します。そして、その硫黄が今度は空気中の酸素と結合して、木材の温度を発火点（800度）まで上げるのに十分な熱を発します。この温度で、木材は空気から供給される酸素と結合し、石炭を発火点（242石炭は発火点（華氏1000度）に達し、空気中の遊離酸素と結合します。その結果、炉内の温度は状況に応じて華氏3000度から4000度まで変化します。このように、石炭の発火は、温度が徐々に上昇していく一連の段階の最終段階であることがわかります。

そして、各ステップにおいて、酸素の組み合わせが重要な接続リンクであり、酸素が各例で同じ平均温度で供給されることがわかります。この事実には、炉にいわゆる「熱風」を供給することに関連する「ポイント」が含まれています。

おがくず炉。
おがくず炉セクション
また、おがくずや削りくずの燃焼に関する情報については33 ページも参照し、 Stationary Engineer のSS Ingham はこの重要な問題について次のように述べています。

「おがくず燃焼炉について、添付の断面図を提出します。南部でこの燃料を燃焼させるためのこの炉を多数製作しましたが、いずれも優れた結果を得ています。寸法は、60インチ×16フィートの還流管式（4インチ管）ボイラーのもので、煙突面積は煙道面積の50%以上必要です。良好な通風が必要です。」上部の断面図は、炉の端面図を示すために作成されており、側面図はページ下部の断面図に示されていることがご理解いただけると思います。

おがくず炉の側面図
243

ガス管。

図111.

図112.

244

パイプと配管。
蒸気発生器とエンジンに必要な技術の次に重要なのは、蒸気プラントに属するパイプとバルブの適切な配置と保守および管理です。

エンジニアが新しい場所を担当する際に最初に行うことは、水、蒸気、排水、その他のパイプの正確な経路と動作を確認することです。

海洋技術者や陸上技術者の免許試験官は、一般に知られている以上に、申請者の配管に関する知識を確認するために質問をします。そのため、この主題に関連する次のページの「ポイント」が重要になります。

ボイラー室では、配管は様々な用途に使用され、その用途に応じてサイズ、材質、強度も様々です。照明用ガスの輸送・供給用配管、飲料水の輸送・供給用配管、消火用配管、汚水や地表水の排水・排出用配管、暖房・発電用の高圧温水供給用配管、暖房・発電用の加圧生蒸気供給用配管、発電・換気用の圧縮空気供給用配管、鉱油輸送用配管などがあります。

図111、112、113、および 114は、国内最古の蒸気配管設備会社のカタログに掲載されているガス管とボイラー管のおおよそのサイズを示しています。ガス管のサイズは内径から計算されるのに対し、ボイラー管のサイズは外径から推定されることがわかります。つまり、3インチのガス管の外径は3 1/2インチであるのに対し、3インチのボイラー管の外径はわずか3インチです。ボイラー管のサイズはガス管よりもはるかに正確に作られていることに留意してください。これは特に外面がボイラー管の方がはるかに滑らかであるためです。

245

ボイラー管。

図113.

図114.

246

パイプの表面と容量。

パイプのサイズ。 1 ⁄ 2
インチ 3 ⁄ 4
インチ 1
インチ 1 1⁄4インチ​​
1 1⁄2インチ​​
2
インチ

1. パイプの外径（インチ）

2.652 3.299 4.136 5.215 5.969 7.461

2. 外面1平方フィートを表すパイプの長さ（フィート）

4.52 3.63 2.90 2.30 2.01 1.61

3. パイプの10フィートあたりの外面積の平方フィート数

2.21 2.74 3.44 4.34 4.97 6.21

4. 10フィートのパイプの内部容積（立方インチ）

36.5 63.9 103.5 179.5 244.5 402.6

5. パイプ10フィートあたりの水の重量（ポンド）

1.38 2.31 3.75 6.5 8.8 14.6

パイプのサイズ。 2 1 ⁄ 2
インチ 3
インチ 3 1 ⁄ 2
インチ 4
インチ 4 1 ⁄ 2
インチ 5
インチ

1. パイプの外径（インチ）

9.932 10.99 12.56 14.13 15.70 17.47

2. 外面1平方フィートを表すパイプの長さ（フィート）

1.32 1.09 .954 .849 .763 .686

3. パイプの10フィートあたりの外面積の平方フィート数

7.52 9.16 10.44 11.78 13.09 16.56

4. 10フィートのパイプの内部容積（立方インチ）

573.9 886.6 1186.4 1527.6 1912.6 2398.8

5. パイプ10フィートあたりの水の重量（ポンド）

20.8 32.1 43.6 55.4 69.3 86.9
鉄管を2倍の厚みで製造したものはX強管、X強管の2倍の厚さで製造したものはXX強管と呼ばれます。X強管とXX強管はどちらも、特別注文がない限り、ねじ山のない平口管です。

「鉄管に関するデータ」表は、エンジニアや蒸気配管工にとって特に役立つでしょう。表に記載されている管のサイズは、直径1 ⁄ 8インチから10インチまでの範囲です。各列には、以下の重要な情報を示す数値が示されています。

1. 各サイズの内径。
2. 各サイズの外径。
3. 各サイズの外周。
4. 外面 1 平方フィートあたりのパイプの長さ。
5. 各サイズの内部面積。
6. 各サイズの外部面積。
7. 1 立方フィートを含むパイプの長さ。
8. パイプの長さ 1 フィートあたりの重量。
9. ネジ 1 インチあたりの山数。
10. 1 フィートあたりのガロン (米国単位) の内容量。
11. 長さ 1 フィートあたりの水の重量。

247

データ

鉄管に関するもの。

内径
。 外
径。 外
径。 外面1平方フィート
あたりのパイプの長さ。

内部
エリア。 外部
エリア。
インチ。 インチ。 インチ。 足。 インチ。 インチ。
1 ⁄ 8 .40 1.272 9.44 .012 .129
1 ⁄ 4 .54 1.696 7.075 .049 .229
3 ⁄ 8 .67 2.121 5.657 .110 .358
1 ⁄ 2 .84 2.652 4.502 .196 .554
3 ⁄ 4 1.05 3.299 3.637 .441 .866
1 1.31 4.134 2.903 .785 1.357
1 1⁄4​​ 1.66 5.215 2.301 1.227 2.164
1 1⁄2​​ 1.9 5.969 2.01 1.767 2.835
2 2.37 7.461 1.611 3.141 4.430
2 1⁄2​​ 2.87 9.032 1.328 4.908 6.491
3 3.5 10.996 1.091 7.068 9.621
3 1⁄2​​ 4. 12.566 .955 9.621 12.566
4 4.5 14.137 .849 12.566 15.904
4 1⁄2​​ 5. 15.708 .765 15.904 19.635
5 5.56 17.475 .629 19.635 24.299
6 6.62 20.813 .577 28.274 34.471
7 7.62 23.954 .505 38.484 45.663
8 8.62 27.096 .444 50.265 58.426
9 9.68 30.443 .394 63.617 73.715
10 10.75 33,000 .355 78.540 90.792

内径
。 1 立方フィートの
パイプの長さ。

長さ1フィート
あたりの重量
。 ねじ1インチあたりの
山数。

内容量
（
ガロン）
1 フィートあたりA。 長さ 1フィートあたりの
水の重量。

インチ。 足。 ポンド。 ポンド。
1 ⁄ 8 2500。 .24 27 .0006 .005
1 ⁄ 4 1385年。 .42 18 .0026 .021
3 ⁄ 8 751.5 .56 18 .0057 .047
1 ⁄ 2 472.4 .84 14 .0102 .085
3 ⁄ 4 270. 1.12 14 .0230 .190
1 166.9 1.67 11 1⁄2​​ .0408 .349
1 1⁄4​​ 96.25 2.25 11 1⁄2​​ .0638 .527
1 1⁄2​​ 70.65 2.69 11 1⁄2​​ .0918 .760
2 42.36 3.66 11 1⁄2​​ .1632 1.356
2 1⁄2​​ 30.11 5.77 8 .2550 2.116
3 19.49 7.54 8 .3673 3.049
3 1⁄2​​ 14.56 9.05 8 .4998 4.155
4 11.31 10.72 8 .6528 5.405
4 1⁄2​​ 9.03 12.49 8 .8263 6.851
5 7.20 14.56 8 1.020 8.500
6 4.98 18.76 8 1.469 12.312
7 3.72 23.41 8 1.999 16.662
8 2.88 28.34 8 2.611 21.750
9 2.26 34.67 8 3.300 27.500
10 1.80 40.64 8 4.081 34,000
A標準的な米国ガロンは 231 立方インチです。

248

パイプの製造工程は、1 1 ⁄ 4インチごとに分かれており、1 1 ⁄ 4インチ以下のサイズは突合せ溶接パイプ、1 1 ⁄ 2インチ以上のサイズは重ね溶接パイプと呼ばれます。このルールは、標準、X 強度、XX 強度に適用されます。

パイプと継手のジョイント。
添付の図は、蒸気および温水暖房システムで使用される特定のジョイント、カップリング、および接続部を表しています。

図115.

図116.

パイプジョイントに関しては、長年ほとんど変化がありません。図 115 に示す鋳鉄製のハブとスピゴットジョイントは、鉄製のボーリングでかしめられており、おそらく最も古いタイプのジョイントです。これは、ある種の温水暖房では今でも一般的に採用されており、以前は低圧蒸気で使用されていました。かなり規則的で滑らかな内部サービスが得られ、一度しっかりと締め付けられると非常に耐久性があります。鋳鉄製のフランジ付きパイプも長年使用されてきました。これらのジョイントは、図 116 に示す糸でしっかりと巻かれた錬鉄製のリングガスケットで作られており、このガスケットは赤鉛と白鉛の混合物に浸されることもあります。このガスケットはフランジ間に配置され、ジョイントをねじ込むボルトの内側に収まる直径になっています。また、フランジの面の間で環状ガスケットの外側にかしめられた鉄製のネストジョイント BB が配置されます。

鋳鉄製フランジ管継手の次のステップは、フランジを面取りまたは折り返し、ゴム、銅、紙、セメント製のガスケットを使用することです。249面を締め付けるボルト。鋳鉄管のこれらの継手は、図117に示すように、反対側のフランジにリップと凹部が形成されている一部の作業を除いて変更されていません。これにより内面が滑らかになり、ガスケットの吹き抜けを防ぐのに役立ちます。

図117.

図118.

図119.

図120.

錬鉄製溶接管の導入により、多くの目的、特に暖房装置やその他の配管システムで鋳鉄管の使用が減少しました。鋳鉄管の利点は、軽量であること、さまざまな長さを簡単に入手できること、そして強度があることです。錬鉄製配管工事では、パイプ同士を接合する際に、両端にテーパーねじを備えた錬鉄製カップリング（図 118）を使用するのが一般的です。パイプは両端で接合せず、各パイプの端には、パイプの厚さの深さと同じ長さの約3 ⁄ 4インチ以上の凹部が残されます。鋳鉄製の継手、エルボ、T 型継手など（図 119）をパイプに接続する場合にも同様のテーパーねじが使用され、各継手にはねじ山を立てるための大きな凹部が必要です。したがって、継手の内径はパイプの外径よりも1 ⁄ 8 インチ大きく、パイプの厚さと継手のねじ山の内側への突出により、パイプと継手の内面による摩擦が大幅に増加します。250継手。この種の接合部では、継手のねじ立てとパイプへのテーパーねじの切断に注意が必要です。ねじの切断が不正確だと、パイプのラインが数インチずれたり、継手や接合部に過度かつ不規則な負荷が​​かかったりする可能性があるため、多くの問題が発生する可能性があります。

図121.

図122.

右ねじと左ねじのニップル（図 119）は、継手間の仕上げ接続ジョイントとして使用されます。ニップルに入るためには、接続する 2 つの継手の間に 2 つのねじの長さに等しいスペースが必要であり、ニップルをねじ込むときに、継手の一方または両方が直線上で自由に動く必要があります。このジョイントを構成するには、時間と注意が必要です。最初に、ニップルの右ねじ端をトングまたはレンチで継手の右ねじ端にしっかりとねじ込み、次に緩めてから、きつく締まるまで手で再度ねじ込み、同時に手でねじ込んだねじの数を数えます。同じことをニップルの左ねじ端と継手でも行います。ニップルの右ねじと左ねじのねじ山数が同じ場合は、接合時に各ねじが可能な限り同時に継手に入り、特に継手が正確に反対になっていることに注意して、引っ掛かりを容易にし、ねじ山が交差するのを防ぎ、ねじ込む際にニップルに異常な負担がかからないようにする必要があります。

これらのニップルをねじ込む際には、内部レンチに合うようにカップリングの外面を平面にして回す必要があります。このような場合、ニップルのねじ山には 1 つの連続したテーパーがあります。251これらの特殊な継手は、外側にリブが付いており、区別がつきます。図120は、 錬鉄製配管における「ユニオン」と呼ばれる別の継手を示しています。これは3つのワッシャーで構成されています。ユニオンも研磨された継手を使用して作られており、ワッシャーは不要です。現在、ラジエーターバルブは一般的にユニオンで接続されていますが、ラジエーターの穴のタップが正確に加工されていないと、ユニオンを取り付けた際にしっかりと固定されなかったり、しっかりと固定されていてもバルブがまっすぐにならなかったりします。

図121は、エルボとT字継手を錬鉄管に接続する右と左のねじ付きニップルを示しています。

フランジユニオン（図122）は、直径4インチまたは5インチ以上の錬鉄管のバルブなどへの接続に一般的に使用される継手です。また、小径管でも、フランジユニオンが接続に便利な箇所に使用されます。この継手は、ボルト用の穴が所定数設けられた2つの円形鋳鉄製フランジで構成され、中央の穴は管のねじ山を通すテーパー状にタップ加工されています。フランジの接合面は通常、旋削加工され、固定ボルトが穴に差し込まれます。

蒸気と温水暖房。
熱湯と蒸気を運ぶパイプによる暖房はそれ自体が科学ですが、エンジニア、蒸気ユーザー、建築家の誰もがある程度は知っている技術です。

図123.

図124.

実際には、蒸気、空気、温度、圧力、供給に関する知識、熱と加熱面、そして蒸気に関係するすべての装置、器具、デバイスに関する知識が必要です。252 建物の暖房と換気。工場、公共施設、民間の建物が建設される限り、暖房と換気は蒸気工学の進歩とともにあり、監督技術者や実務技術者に求められる一般機械科学の一部であり続けるでしょう。

開放循環システムと呼ばれるシステムでは、供給本管が蒸気を放射面に送り、そこから戻り本管が凝縮水を開放型タンクに導いてボイラーに供給するか、排水管に導いて廃棄します。ボイラーへの給水は他の供給源から行われます。閉鎖循環システムと呼ばれるシステムは、 別々の供給本管と戻り本管を使用して実行されます。供給本管と戻り本管は両方とも、熱を分配する必要がある最長距離まで延長されます。または、供給と戻りの両方に同時に対応する単一の本管を使用して実行されます。この場合、内部に蒸気供給の外向きの流れと凝縮水の戻りの流れを分離するための縦方向の仕切りがある場合とない場合があります。

いずれの場合も、供給管と放熱器内の蒸気圧を維持するために、戻り管に適切なトラップを設置する必要があります。これらの2つのシステムは、どのような変更を加えても、広範囲の暖房装置で一般的に行われているように、組み合わせることもできます。

閉循環システムでは、ボイラーを水位より上の位置に設置し、すべての戻り管から水が自由にボイラーに戻れるようにする必要があります。この条件は、自動「トラップ」によって機械的に調整されています。この装置は、凝縮水の一部または全部を低い位置から汲み上げてボイラーに送り込むためによく使用されます。これは実際には容積式ポンプです。

同じ結果は、すべての戻りパイプを収容できるほど低い位置に設置され、ボイラーの全圧力に安全に耐えられるほど頑丈に作られた密閉タンクに水を排出し、往復式または遠心式の蒸気ポンプを使用してこのタンクから適切なレベルまで水を上げてボイラーに水を戻せるようにすることで達成され、循環全体が大気との接触から閉じられます。

253

図125.

図126.

図127.

蒸気加熱には直接システムと 間接システムと呼ばれる 2 つのシステムがあります。

直接放射面は、空気を暖めるために部屋や建物内に設置されたすべてのヒーターを含み、換気システムとは直接接続されていません。

間接放射は、暖房する部屋の外に配置されたすべての暖房面を包み込み、換気システムと組み合わせてのみ使用できます。

直接放射による暖房の場合、ラジエーターは通常、3 ⁄ 4インチと 1 インチの蒸気管を平行に並べたコイルで構成され、分岐 T 字継手またはヘッドに接続されています。いくつかの例外的なケースでは、特殊な形状のラジエーターが特別に製造されます。いずれの場合も、各パイプが個別に自由に拡張できるように、コイルには適度な長さの垂直または水平のエルボが必要です。短いパイプがリターンベンドで接続され、前後に折り返されて上下に数回繰り返され、「リターンベンド コイル」と呼ばれるものが形成される場合があります。また、これらのセクションのいくつかが分岐 T 字継手によってコンパクトなチューブの塊に接続されると、全体は「ボックス コイル」と呼ばれます。

蒸気と温水暖房は、あらゆる面で最も実用的かつ経済的であると長い間認識されてきました。そして、全国の高級建物のすべてに広く採用されていることは、その優秀さの明確な証拠です。

254

図128.

図129.

図130.

蒸気の熱はお湯の熱とほぼ同じであり、適切に設置された場合、この 2 つのシステムを区別できる人はほとんどいません。

どちらも健康的で経済的、そして満足のいく暖房方法です。ガス、埃、煙を出さず、自動的に温度調節されるため、外の天候に関わらず、家全体を均一で一定の温度に保つことができます。

加熱パイプを通る蒸気の循環は、ほぼ無限の方法で行われ、加熱装置のパイプ全体に循環を生み出す原因は、放射面と接触する蒸気の多かれ少なかれ急速な凝縮から生じる圧力差のみです。

この圧力差によって装置の放射部内に部分的な真空が形成され、この圧力低下に相当する蒸気柱または水柱がボイラーからの蒸気の流れを生み出す有効ヘッドを構成し、同時に凝縮水の戻り流は戻り経路のパイプの下向きの傾斜によって決定されます。

蒸気暖房に関するポイント
2本のパイプが反対方向からT字型に排出され、戻り流のどちらか一方または両方の流れが遅くなるようなことは避けてください。これは「バッティング」と呼ばれ、配管工事において最も厄介な問題の一つです。

255

図131.

図132.

図133.

すべての蒸気配管室は、頻繁にほこりを払い、清掃し、可燃性物質が蓄積しないようにする必要があります。

空気弁の使用法は次のとおりです。冷水から蒸気を発生させる際、自由空気はすべて解放されてパイプに押し出され、パイプ内に残った空気はすべてコイルまたは放熱器の最高点まで押し上げられ、それに続く蒸気圧と同じ圧力で圧縮されます。加熱する部品の戻り端に弁または通気口を取り付けると、圧縮によって空気が追い出されます。通気口を戻り端に配置する理由は、最も軽い物体である蒸気の運動量が通気口の方向に移動し、凝縮して戻り端に落ち込むことで空気が解放されるためです。そうでない場合、通気口が機能せず空気が放熱器内に残ると、空気ばねとして機能し、パイプの内容物が動かなくなるため、循環がなく、加熱されません。蒸気圧が高くなるほど、加熱されない可能性が高くなります。そして、細い針ほどの開口部を持つ小さな装置で、1トンの圧力をかけてもできないようなことを開始できます。

点滴管と供給管が太い場合、適切な予防措置を講じて配管内を空けておけば、凍結の危険性は極めて低くなります。配管を離れる際は、必ず吹き飛ばし、蒸気バルブを閉じてください。また、すべての配管系統において、空気が自由に抜ける空間を確保してください。

周囲の環境によって大きく変更される必要のない暖房パイプやラジエーターの容量に関しては、規則を定めることはできません。

256

蒸気暖房の分野は無限に広がるように思われます。ある公共施設では、この分野だけで48万ドルもの費用がかかりました。大規模な暖房の例として、ニューヨークにある大規模なオフィスビルを取り上げます。その詳細は以下の通りです。

ホールや金庫室を含む部屋の総数。 286
床面の総面積。 平方フィート 137,370
部屋の総容積。 立方フィート 1,923,590
2 番目の例は、インディアナポリスの州立精神病院から提供されています。

建物の正面の長さ以上。    2,000 リンフィート
部屋の総容積。    2,574,084立方フィート

加温
装置
間接放射面

23,296
直接 10,804
合計 34,100平方フィート

ボイラー 格子エリア 180平方フィート
加熱面 5,863平方フィート
蒸気管を用いた「頭上」暖房システムには、いくつかの利点があります。1. 配管が邪魔にならない。2. 使用されていない廃材で覆われることがない。3. 配管から水漏れが発生した場合、修理が必要な箇所を正確に特定できる。4. 頭上の空間は他の用途には十分に活用できないため、店舗ではこのシステムが効率的であることが実証されています。

しかし、オフィスや倉庫の場合、頭上のシステムは熱が居住者に降り注ぎ頭痛を引き起こすため、推奨されません。

頭上暖房パイプを使用する場合は、天井に近すぎないように吊り下げてください。部屋が高い場合は、部屋を横切るベルトの高さよりも上ではなく下に吊り下げることをお勧めします。また、壁から3～4フィート（約90～120cm）以上離してください。

257

図134.

蒸気管周辺の木材やその他の可燃性材料は、特に配管が床や仕切りを通過する箇所では、蒸気管に直接接触しないように保護することが重要です。蒸気管の周りに金属製のシンブルを置き、床の両側でしっかりと固定し、蒸気管の周囲に空気層を確保してください。

間接放射面としては、箱型コイルが最もよく用いられる。コイルを収容するチャンバーまたはケーシングは、レンガ造り、あるいは多くの場合、26番ゲージの亜鉛メッキ鋼板で作られ、折り畳み接合されている。コイルはチャンバー内で自由に吊り下げられ、チャンバー自体は吸気管のある壁に取り付けられている。錬鉄管コイルのほか、突出したスタッドやリブのある垂直面を持つ鋳鉄製のタブレットや中空スラブも放射面として広く用いられてきた。

ラジエーターからの熱放出量は蒸気供給量を絞るだけでは十分に制御できないため、通常は全てのラジエーターを複数のセクションに分割し、各セクションを他のセクションとは独立して給水・還水本管から遮断します。この制御方法は、直接加熱用だけでなく間接加熱用のラジエーターにも適用されます。

垂直パイプコイルは、現在広く使用されている独特な形状のラジエーターです。このコイルでは、長さ2フィート8インチから2フィート10インチの1インチ径の短い直立管が、中空の鋳鉄製のベースまたはボックスにねじ込まれています。各管は、上端の折り返し部で2本ずつ連結されているか、または上端が閉じられた状態で個別に立っています。258底部からほぼ上部まで延びる鉄製の輪状の仕切りを持つ。蒸気は底部の鋳物に供給され、蒸気は空気より軽いため、各サイフォン管の一方の脚を通って上昇し、もう一方の脚を通って下降する。凝縮水はどちらかの脚を伝い落ち、それとともに押しのけられた空気も底部の箱に沈んでいく。空気を排出するために、金属棒で制御される出口を持つトラップが設けられている。空気がすべて排出され、混合されていない蒸気の存在によって棒が加熱されると、トラップが膨張して出口が閉じられる。

蒸気管の徹底した排水により、ひび割れやドキドキ音を効果的に防ぐことができます。

建物の風上側では、風が遮られている側よりも広い放射面積が必要です。

床置きラジエーターを使用する場合、設置場所は状況に応じて決定する必要があります。最適な設置場所は通常、部屋の壁際、窓の前です。窓枠の周りには常に内気流が発生するため、冷気はラジエーターを通過する際にある程度暖められ、全体的な空気循環にも役立ちます。

凝縮した水は、空気をすべて放出して固体になっているため、蒸発していない水よりも早く凍結します。

循環パイプのサイズに関わらず、良好な循環を確保するためには、供給パイプと点滴パイプは太くする必要があります。特に点滴パイプは重要です。パイプが露出している場合や、蒸気を止めた後に凍結の危険がある場合には、この太さがさらに重要になります。

気泡やぼろぼろのパイプが戻り管に入っていないことを確認することが重要です。また、パイプの端が鈍いパイプカッターホイールで「バーリング」され、パイプ内の緩んだ物質が引っかかる場所ができないようにすることも重要です。

259

図135～137。

曲げパイプの強度に関する最近の実験により、一般には知られていない、あるいは少なくとも認識されていない事実が明らかになりました。それは、圧力下でパイプがまっすぐになろうとすることによって生じる、アングルの内側の歪みです。この問題はかなり複雑なものですが、計算によって解決でき、実践に適しています。前述の実験では、内径 6 3⁄ 4インチ、厚さ3⁄ 16インチの銅管を使用しました。角度は 90 度で、脚は中心から約 16 インチの長さでした。1 インチあたり 912 ポンドの圧力で、パイプのたわみはほぼ3⁄ 8インチとなり、圧力に加えて内側に非常に大きな歪みが生じていることが示されました。

蒸気バルブは、一定の蒸気圧力に対してバルブが閉じるような方法で接続する必要があります。

興味深い実験によれば、蒸気を 1 マイル運ぶときに凝縮によって失われるのは主蒸気管の容量の 5 パーセントであり、ボイラー室から半マイルの地点で終わる 5 マイルの主蒸気管で 75 ポンドの圧力を運んだ場合、圧力損失はわずか 2 ポンドにとどまることが示されています。

蒸気による暖房では、熱を得るために水を沸点まで上げる必要があります。一方、お湯による暖房では、温度が低いとそれに応じた量の熱が放射されます。

260

低圧装置を設置する際に、バルブなしで済むのであれば、絶対にバルブを使用しないでください。バランスの取れた低圧装置に実際に必要なバルブやコックは、水を吹き出して戻り管を洗浄するためのコックと、給水を開始するためのコックだけです。もちろん、安全弁、ゲージコック、消火調整器などを閉めるためのコックなど、ボイラーの一部であるものは、この「ポイント」には含まれません。

減圧弁を戻り管に接続する際の最も重要な点は、他の垂直戻り管と同様に、常に配管ラインより下まで配管することです。減圧弁を接続する際、下部の開口部が常に蒸気にさらされるようにすると、蒸気と水が別の方向に流れるという問題が生じます。

蒸気逃がし管は、蒸気が最も低い、ま​​たは最も低い位置から蒸気を「取り出す」必要があります。蒸気を上層階へ送るすべての蒸気「ライザー」の底部に必ず設置してください。

ボイラーから主蒸気管を出る際は、走行する蒸気管の 10 フィートごとにボイラーから 1 インチの勾配が許容される高さまで上げます。これで十分であり、これよりも大きな勾配や傾斜があると、パイプ内の凝縮水が不快な音、つまり「ゴボゴボ」を発生することがあります。

ボイラーからの流路管は、決して水平方向に敷設してはいけません。循環に遅延や支障が生じるからです。流路管は、ボイラーから近い距離であれば水平方向に敷設しなければならない場合でも、常に垂直方向に敷設する必要があります。よく考えてみると、理想的な装置は、流路管をシリンダーまたはタンクまで垂直に敷設することです。これは決して不可能、あるいは稀にしか不可能ですが、技術と工夫を凝らして、できるだけ垂直方向に配管する必要があります。

蒸気の流れは、凝縮水が自由に戻るのを妨げるほど速くあってはならない。循環パイプはすべて排出口で最も低くし、その傾斜は50分の1フィート未満であってはならない。

261

図138.

図139.

図140.

図141.

一般的なルールとして、ボイラーからの主配管は、ボイラーから排水されるように配管します。この場合、蒸気が循環系に入る直前にドレン（滴下管）を設置する必要があります。このドレンはトラップに接続します。凝縮水をボイラーに戻す場合は、それに応じてドレンを設置します。

しかし、滴りが自然に処理され、追加のトラップが必要なく、戻り循環を妨げないように、主パイプの最も低い部分をボイラーの位置に配置するのがベストプラクティスです。

蒸気を冷たいパイプに流すと、凝縮水は短い距離を流すだけで冷たくなります。霜で満たされた小さな点滴パイプを通らなければならない場合、おそらく凍結してしまうでしょう。その後、バケツ一杯の熱湯を供給しなければ、システム全体が凍結し、多くのパイプが破裂することになります。非常に冷たいパイプシステムで蒸気を流す際は、必ず一度に1部屋だけを流し、バケツ一杯の熱湯を手元に用意しておきましょう。そうすれば、パイプが詰まった場合でも、損傷を与えることなくすぐに解凍することができます。

パイプが広範囲に凍結した場合は、取り外して新しいものを取り付ける以外に方法はありません。

262

図142.

図143.

蒸気管内の木材は急速な燃焼を起こすには温度が低すぎるため、火はまず鉄の酸化物（錆）を金属状態に還元することで発生します。これは、乾燥した大気など、特定の外部条件下でのみ可能です。空気中に水分が再び供給されると、還元された鉄は失われた酸素を急速に取り戻し、赤熱します。この熱によって、既に燃えている木材や紙が燃え上がるのです。

錆がなければ、パイプや煙道内の温度が焼け付くほど高くなければ、火災の危険はありません。そのため、蒸気や温水設備を良好な状態に保つことが重要です。

間接暖房システムは導入コストが最も高くなります。コイルの加熱面積をほぼ2倍に増やすには、適切なエアボックス、配管、レジスターの費用も必要になります。大規模な設備の場合、これは深刻な問題となりますが、オフィス暖房の場合、従業員の健康と効率性の向上というメリットは、追加費用をはるかに上回ります。

1 馬力のボイラーは、店舗、工場、工場で約 6,000 ～ 10,000 立方フィートを暖めることができます。住宅では 10,000 ～ 20,000 立方フィートに 1 馬力のみが必要です。

1 平方フィートのボイラー表面、つまりボイラーの加熱表面から 7 ～ 10 平方フィートの放射表面を加熱することができ 、ボイラーの 1 馬力ごとに 240 ～ 360 フィートの 1 インチ パイプを加熱します。

263

蒸気技師に最も関連のある職業は、蒸気配管工です。厳密に言えば、蒸気技師は蒸気を発生させ、蒸気配管の設置や必要な接続を行うのは蒸気配管工の役割です。しかし、蒸気プラントが小規模な場合は、蒸気技師が蒸気配管工を兼任することもあります。そこで本書では、蒸気または温水暖房システムの適切な管理と運用のために知っておくべき「ポイント」を紹介しています。

複雑な配管システムを設置する際に要する注意と忍耐、精神的緊張、そしてしばしば生じる肉体的苦痛は、言葉で十分に説明することはできません。

高圧温水加熱では水が頻繁に赤熱し、1平方インチあたり1000～1200ポンドの圧力に達し、システムの循環に欠陥があるとパイプが暗闇でも赤く見えるようになることは事実であると言われています。

作業台の下のパイプは、前面から熱風が出てくるのを防ぐため、背面に開口部がない限り、使用しないでください。

排気と生蒸気の両方を暖房に使用する場合、多くの技術者は、排気と生蒸気を同じシステムに同時に導入することで生じる干渉や無駄のリスクを避けるため、それぞれに独立した配管ラインを使用することを好みます。しかしながら、極寒の気候において、高圧蒸気の放射面全体を利用することでシステムの暖房出力を高めることができるという利点は非常に大きいため、配管と接続部をそのように設計することがより望ましいでしょう。

ダブルエクストラヘビーパイプ（XX）は製氷機や冷凍機に使用されます（246ページ参照）。一般的に、この種の機械メーカーは、通常のねじ接合では満足感が得られないため、カップリング、フランジ、そしてパイプ自体のねじ切りに、均一なテーパーを持つ特殊なダイスを使用します。これは、自社の評判と保証を守るためです。

264

ボイラーやその他のチューブの溶接。 – 以下は緊急時に便利な方法であり、一般的な鍛冶場で実行できます。

一番短い片方の端を拡大し、長い片方の端を小さくします。そして、2 つの管を約3 ⁄ 4インチ伸縮させます。次に、管に入るのと同じ太さの鉄のシャフトを用意し、管をその上に滑り込ませて炉を横切って置きます。管がシャフトの上部から垂れ下がるようにシャフトを塞ぎます。このように配置すると、管の内側はスクレーパーにとって滑らかになります。管が溶接熱点に達したら、最初に短い片の端を重いハンマーで叩き、次に軽くて面の広いハンマーで溶接します。ホウ砂を使用すると効果的ですが、必須ではありません。次に、管をテストします。これは次の方法で実行できます。管の一端にプラグを差し込み、その端を立てて水を満たします。水漏れがなければ作業は成功です。水漏れがある場合は、再度溶接を行う必要があります。

ソリッド引抜鉄管：計算された破裂圧力と崩壊圧力。

外
径。 厚さ。 内径
。 破裂圧力。 崩壊する圧力。
内部表面の平方
インチあたり。

金属断面の1平方
インチあたり。

外部表面の平方
インチあたり。

金属断面の1平方
インチあたり。

インチ。 インチ。 インチ。 ポンド。 トン。 ポンド。 トン。
1 1⁄4​​ .083 1.084 7700 22.4 6500 21.7
1 3 ⁄ 8 .083 1.209 6900 22.4 5800 21.3
1 1⁄2​​ .083 1.334 6200 22.4 5200 21.0
1 3⁄4​​ .083 1.584 5300 22.4 4300 20.3
2 .083 1.834 4500 22.4 3700 19.7
2 1⁄4​​ .095 2.060 4600 22.4 3600 19.0
2 1⁄2​​ .109 2.282 4800 22.4 3600 18.3
2 3⁄4​​ .109 2.532 4400 22.4 3100 17.7
3 .120 2.760 4300 22.4 3000 17.0
3 1⁄2​​ .134 3.232 4200 22.4 2700 15.7
3 3⁄4​​ .134 3.482 3900 22.4 2400 15.0
4 .134 3.732 3600 22.4 2100 14.3
4 1⁄2​​ .134 4.232 3200 22.4 1700 13.0
4 3⁄4​​ .134 4.482 3000 22.4 1600 12.3
5 .134 4.732 2800 22.4 1400 11.7
5 1⁄2​​ .148 5.204 2800 22.4 1200 10.3
6 5.704 2600 22.4 1000 9.0
265

換気。
1 人あたり 1 分間の空気量は 4 ～ 15 フィートです。また、ガス ジェットまたはランプごとに 0.5 ～ 1 フィートの空気量を確保する必要があります。

等量の空気を逃がす手段がない限り、暖められた空気を室内に取り込むことはできません。そのため、このような出口を設けるのに最適な場所は床の近くです。

健康的な換気のためには、間接蒸気暖房システムは、これまでに考案されたものの中で群を抜いて優れたシステムです。部屋を暖めるだけでなく、完璧な換気も保証するからです。このシステムでは、暖房用の空気は、空気ダクト内に適切に配置されたパイプコイルまたはラジエーターを通過することで加熱され、レジスターを通して導入されます。大量の清浄な空気が常に部屋に入り込み、同量の不純な空気を押し出して排出する必要があります。この不純な空気は主にドアや窓の周りから排出されるため、特別な装置を使用することなく自動的に換気が行われるだけでなく、不快な冷気の流入も完全に防ぎます。

最も安価で効果的な換気方法の一つは、床近くに開口部を設け、煙突に直接通じるようにするか、あるいは専用の排気口を設け、そこに温水または蒸気のパイプを通すことです。これらのパイプに適度な熱を加えることで隙間風が生まれ、有害な空気が排出されます。必要なパイプはわずかで、加熱に必要な温水または蒸気の量もごくわずかであるため、検討に値しません。

パイプやシャフト内で連続的に燃焼する小型ガスジェットの使用は、新鮮な空気と入れ替えなければ悪臭が溜まりやすい部屋やクローゼットなどの換気に非常に効果的な方法であることが分かっています。以下の表は、イギリスのトーマス・フレッチャー氏が直径6インチ、高さ12フィートの垂直煙突を用いて行った綿密な実験の結果を示しています。

テーブル。

1時間あたりに燃焼されるガスの量
。
1分あたりの電流の速度
。
1時間あたりに排出される空気の総量
。 燃焼ガス
1立方フィートあたりの排出空気量。
出口温度
。通常
62°F。
立方フィート。 足。 立方フィート。 立方フィート。
1 205 2,460 2,460 82°
2 245 2,940 1,470 92°
4 325 3,900 975 110°
8 415 4,980 622 137°
266

排気蒸気加熱。
図144。

267

実験全体を見ると、直径 6 インチの煙突では、経済的に得られる最大流速は毎分約 200 フィートであることがわかります。これは、1 立方フィート / 時間のガス消費量で実現されました。つまり、1 立方フィートのガスで 2,460 立方フィートの空気が除去されることになります。

しかし、暖房システムには換気を補助する以上のことは求められません。悪臭を放つ空気を排出するために、上下の開口部を適切に配置するのは建築家や施工者の役割です。

排気蒸気による暖房。
蒸気暖房には2つの方法があります。1つはボイラーから直接供給される生蒸気を使用する方法、もう1つは排気蒸気を使用する方法です。これら2つの方法はしばしば併用され、実際、暖房に排気蒸気が使用される場合は通常併用されます。

ほぼすべての製造施設、オフィスビルなどでは、生成される排気蒸気は、平均的な天候では建物の暖房に必要なすべての熱を供給するのに十分な排気蒸気をほぼ供給しますが、極端に寒い天候では、必要な量の熱を供給するために、排気と組み合わせて一定量の生蒸気を使用する必要がある場合があります。

吸引原理に基づくシンプルで便利な装置が最も効率的であることが分かりました。これにより、排気蒸気は最も長い配管を通ってほぼ瞬時に吸引され、凝縮、凍結、衝撃を防止します。その後、蒸気は凝縮・精製され、往復ポンプによってボイラーに戻されます。

この真空システムにより、一定量の排気蒸気を循環させ、圧力によって加熱システムに強制的に送り込んだ場合よりも 2 倍の量の加熱パイプを通じて均一に分配することができると主張されています。

図144は、排気蒸気による暖房の実績のあるシステムです。「7」は蒸気排気管、「6」は背圧を調整するための重り付きの背圧弁、「4」はラジエーターへの蒸気供給管、「5」はライザー、「9」は凝縮戻り管です。268ラジエーターからの配管、「8」はボイラーからの圧力調整弁です。図144は、蒸気および温水暖房で使用される一般的な配管方法を示しているとも言えますが、使用される地域によって異なる配管方法が必要となるため、図示が困難です。

蒸気継手の手入れ。
多くの蒸気継手は、特に古い設備の撤去時に不注意で失われますが、大部分は単に適切な手入れ方法の欠如によって「失われる」だけです。この作業は、必要な作業の選定と発注を委ねられていることが多い技師の責任です。適切な注意を払うことで、「発見」にかかる費用を大幅に節約できます。

エンジン室やボイラー室で使用または消費されるその他の付属品、工具、器具、オイル、燃料などに対しても、同様の体系的な注意を同様に強く求める必要があります。

                         1 ⁄ 4インチと3 ⁄ 8インチ。
                         1 ⁄ 2インチ
                         1インチ
                         1 1⁄4インチ​​
                         1 1⁄2インチ​​

肘 Tシャツ。 乳首。 プラグ。 リデューサー。 RとL。 労働組合 2インチの
カップリング。
図145.
図145は、金具を保管するためのケースを示しています。これにより、特定の部品を瞬時に見つけることができます。この見事な配置では、重い金具はすべて下部に、軽い金具は上部に配置されています。最上段には、1/4インチと3/8インチの金具が配置されていますが、これは非常に小さいため、仕切りを設けることができます。269箱を一列に並べると十分なスペースが確保され、箱の列に 2 倍の容量が与えられます。

1インチ厚の板で作られたこのケースの上に、4つの戸棚を一組にして置くことができます。各戸棚には両開きの扉が取り付けられており、これにより収納棚の各収納部に扉が設けられます。棚は戸棚の端から端まで貫通しており、縦の仕切りはありません。必要な真鍮製の金具はこれらの棚に保管され、扉はしっかりとした鍵で固定されています。最も需要の高い、最も軽い金具は、この戸棚の下段に置かれています。

蒸気継手に使用するツール。

図146.

図 146 は、手で操作できるように作られたパイプ カッターの一形態を示しています。また、動力で操作できるように作られたカッターもあり、非常に大きなサイズのパイプを切断できます。技術者用の蒸気配管工具セットは 2 セット用意することをお勧めします。1 つは 1/8 インチから 1 インチのパイプを切断するためのもので、もう1つは 1 インチから 2 インチのパイプを切断するためのものです。図147と148 は、異なる形状のパイプ トングを示しています。前者は「チェーン」 トングと呼ばれ、3 インチのパイプを簡単にはさむことができます。図 149 は、たとえば 2 1/2インチのパイプを1/8インチまで「切断」する蒸気配管工のバイスを示しています。図150 は、小さなボルトとナット用のタップとダイスのセットを示しています。 これは通常、蒸気配管工のセットに含まれていますが、機械工やその他の関係者によって非常に一般的に使用されています。図151は、ガス管工事で蒸気配管工が使用するガスプライヤーです。図152は、昔ながらのワニ口レンチです。

氷や冷蔵の配管工事では、蒸気や水道のサービスでは必要とされない接合部や接続部の精度を確保するために特殊なチューブが使用されます。

270

図147.

図148.

図149.

コック。
蒸気工学の黎明期において、蒸気機関の配管の開閉に最初に用いられた手段はコックであり、これらはすべて手作業で操作され、細心の注意が必要でした。ニューコメンの揚水機関のコックの一つを担当していたハンフリー・ポッターという少年は、遊びの時間を求めて、蛇口のレバーハンドルを棒と紐で機関のウォーキングビームに固定することに成功したと言われています。これにより、ビームが往復運動するたびに、必要な変化がもたらされるようになりました。これが最初の自動バルブ機構でした。

271

図150.

図151.

図152.

バルブ。
バルブとは、あらゆる形状の容器内のパイプ、出口、または入口を通る液体、蒸気、またはガスの流れを制御するために使用されるあらゆる装置または器具です。この意味では、あらゆる種類の空気、ガス、蒸気、および水コックが含まれます。

おそらく、ふいごはこれらの部品が組み込まれた最初の機械である。これほど古い機械で、ふいごが必要とされるものは他には見当たらない。

原始的なふいごや袋に対する最も重要な改良点は、別の開口部から空気を取り込むようになったことです。この工夫により、蒸気や水、空気圧機械の最も重要な要素の 1 つであるバルブが発明されました。

バルブとコック。一般的にバルブとは、開口部の蓋またはカバーであり、持ち上げたり、回したり、スライドさせたりすることで、一方向の通路を開き、他方向の通路を閉じるように作られています。その種類としては、コック、スライドバルブ、ポペットバルブ、クラックバルブなどがあります。このバルブの一般的な形状は、 261ページの図139に示されています。

272

バルブの日常的な例、そして知られているほぼ最も単純な例は、普通のポンプのバルブです。このバルブでは、バルブが上方に開いて水が流入し、下方に閉じて水が逆流するのを防ぎます。

ゲートバルブでも円形バルブでも、バルブにはシートがあり、通常はスピンドルに取り付けられた円形ハンドルによって回転します。

コックとバルブの違い。コックはバルブの一種ですが、バルブはコックではありません。コックは、円錐形のプラグで、スロットがあり、ハンドルが取り付けられており、円錐形のバルブを回すことができます。コックの開口部は、パイプの開口部と一直線になっているか、そうでないかによって異なります。

グローブバルブは、球状のチャンバーに封入されたバルブです（図135）。他の多くのバルブと同様に、このバルブもその形状からその名が付けられています。

グローブ バルブは、可能な限り、圧力がバルブの下または横にかかるように配置する必要があります。圧力が上部にあるときにバルブがステムから緩んでしまうと (よく起こります)、蒸気が完全に停止してしまうからです。

リリーフ バルブは、危険な圧力や衝撃が発生したときに外側に開くように配置されたバルブです。船舶エンジンの給水装置に属するバルブで、ボイラーから遮断されたときに水がホット ウェルに逃げるバルブです。

ヒンジバルブは、バタフライバルブ、クラックバルブ、およびバルブのリーフまたはプレートがバルブシートまたは開口部の片側に固定されているその他の形式など、大きなクラスを構成します。

バルブブラケットはバルブが取り付けられたブラケットです。

バルブ室は、ポンプバルブまたは蒸気バルブが動作する場所です。

バルブコック。バルブをシートに落とすことで閉じるコックまたは蛇口の一種。

バルブカップリングは、バルブを内蔵したパイプカップリングです。

バルブシートは、バルブが載る表面です。

273

背圧弁は、パイプ内に設置されたボールバルブまたはクラックバルブで、背圧が発生すると瞬時に弁座が開きます。図144の「6」に示されています。その名称は、暖房システムにおいて一定の背圧を維持するという用途を表しています。

ボールバルブ— 水中に浮かぶボールによって開閉する蛇口。水位を一定に保つための自動装置です。

ビブコック— 下向きに曲がったノズルを持つ蛇口。

チェックバルブ- 給水管とボイラーの間に設置され、水などの逆流を防ぐバルブ。

ブラインバルブ— 塩分を含んだ水を排出するために開くバルブ。船舶では「ブローオフバルブ」と呼ばれます。

ボールバルブ— 中空シートを占有するバルブ。これらのバルブは流体の通過によって上昇し、下降すると重力によって閉じます。

アングルバルブはアングルの一部を形成するものです。図137を参照してください。

ダブルシートバルブまたはダブルビートバルブは、水の出口を2つ備えています。コーンウォール蒸気機関では、 2つの圧力がほぼ均等になるため、このバルブは平衡バルブと呼ばれます。

三方コックとは、流体を三方向のいずれかに導く三つの位置を持つコックです。これは図138に示されています。 三方弁は259ページの図136にも示されています。

四方活栓とは、プラグ内に2つの独立した通路があり、4本のパイプと連通しているものです。

ゲートバルブ— ゲートによって閉じられるバルブ。図140に示されています。

スイングバルブまたはストレートバルブ- これは261ページの図141に示されています。

スロットルバルブ。これは蒸気をエンジンに送り込むために使用されるバルブであり、ボイラー近くにあるメインのストップバルブと区別するためにこのように呼ばれています。「throttle」は「詰まる」という意味で、蒸気を絞ることを意味します。

ロータリーバルブは、通路を閉じるために使用されるディスク、プラグ、またはその他のデバイスが、開閉のために回転するように作られているバルブで、一般的な止水栓がその一例です。

274

リフティング バルブは、フル コーンまたはストッパーが下からの圧力によってバルブ シートから持ち上げられるバルブで、ポペット バルブや安全バルブなどがその例です。

圧力調整弁- これは減圧弁と呼ばれることもあり、262 ページの図142、143に示されています。この弁は、ボイラー内の高い位置から配管システムなどの低い位置まで圧力を下げるように設計されています。

通常、直径が1 1/4インチ以下の小型バルブは全体が砲金製です。大型バルブは、鋳鉄製の本体と砲金製の継手で構成されるのが一般的です。1/4インチから1/2インチまでの最小サイズのバルブは、ディスクがスピンドルと一体化しており、外部グランドを備えた通常のスタッフィングボックスを備えています。3 / 4インチ以上のバルブは、ディスクがスピンドルから外れています。3インチまでのバルブでは、スピンドルはケーシング内でねじ込まれて機能しますが、それを超えるサイズでは、ねじ込み部分がケーシングの外側にあります。3インチを超えるサイズでは、鋳鉄製の本体のノズルは、一般的にタップではなくフランジになっています。

蒸気継手。
主な種類のいくつかは本書で図示されており、その他の種類については本書の最後にある「索引」で説明されています。

251ページの図123は、出口付きエルボを示しています。これは大文字のLで表記される場合もあれば、エルで表記される場合もあります。

図124は長いニップルを示しています。

253 ページの図 125 は、ライン内のパイプのサイズを別のサイズに縮小するために使用されるブッシングを示しています。

図126はクロスティーです。これは大文字のTで表記されることが多いです。

図127は、プレートやパイプの開口部を塞ぐために使用されるプラグです。

254ページの図128はロックナットを示しています。

図129はTを示しており、TとクロスT（図126）の違いを示しています。

図130はカップリングです。

255ページの図131は減速カップリングを表しています。

図132はパイプユニオンの図解です。

図133はプレーンエルボです（図123も参照）。

275

蒸気管およびボイラーカバー。
この主題は熱放射に関するもので、 212 ページと 215ページに記載されている熱の法則とさまざまな物質の放射能表を参照することができます。

露出面を熱放射から保護することの重要性は今や議論の余地がなく、多くの実験により、さまざまな非伝導性物質の相対的な価値が非常に厳密に決定されています。

各種物質の導電力 表。

物質。 電力を伝導します
。
吸取紙 .274
アイダーダウン .314
綿またはウール、密度は問わない .323
麻、キャンバス .418
マホガニーダスト .523
木灰 .531
ストロー .563
炭粉 .636
木材、繊維全体 .83
コルク 1.15
粉砕されたコーク 1.29
インドラバー 1.37
木材、繊維入り 1.40
パリの石膏 3.86
焼き粘土 4.83
ガラス 6.6
石 13.68
上記の表から、様々な被覆材の比較価値を判断できます。空気を閉じ込めた吸取紙はリストの一方の端に位置し、石はもう一方の端に位置しています。導電率が低いほど、放射線に対する保護効果が高いことに留意してください。

蒸気管などに長年にわたり満足のいく非導電性コーティングを施すことは、蒸気を使用する人なら誰でも容易に行うことができます。これは、木のおがくずと一般的な澱粉を混ぜ合わせた、濃厚なペースト状のものです。コーティングする表面から油脂を完全に除去すれば、鋳鉄や錬鉄のいずれにもペーストの密着性は完璧です。厚さ1インチ（約2.5cm）で、最も高価な非導電性コーティングと同等の効果が得られます。銅管の場合は、陶土を水で薄めて刷毛で塗布し、下塗りとして1～2回塗布します。おがくずはふるいにかけて大きすぎる粒子を取り除き、非常に薄い澱粉と混ぜ合わせます。この目的には、小麦澱粉を3分の2、ライ麦澱粉を3分の1の割合で混ぜたものが最適です。処理する管の周りに糸を螺旋状に巻き付けるのは通常の方法です。276最初の層はしっかりと密着するように、厚さ約1/5インチ（約3.7cm）で塗ります。これが固まったら、2層目、3層目と重ね塗りし、必要な厚さになるまで繰り返します。完全に乾いたら、コールタールを刷毛で2～3回塗り重ね、風雨から保護します。

非常に効果的な覆いは、次のようにして作ることができます。1. パイプをアスベスト紙で包みます（ただし、これは省略可能です）。2. パイプのサイズに応じて、6枚から12枚の木片を縦に並べ、針金または紐で固定します。3. こうして作った骨組みの周りに屋根ふき紙を巻き付け、糊または紐で固定します。フランジ付きパイプの場合は、ボルトのアクセススペースを残しておくことができます。そのスペースはフェルトで埋めます。タール紙を使用するか、外側を塗装します。

毛髪や羊毛フェルトは非常に効率的な非導体ですが、高圧蒸気の熱ですぐに焦げ、場合によっては発火するという欠点があります。チャールズ・E・エモリー博士が作成した以下の表は、羊毛フェルトを単位として、様々な物質の値を示しています。

非導体の相対値の表。

不導体。 価値。
ウッドフェルト 1.000
ミネラルウールNo.2 .832
タールで .715
おがくず .680
ミネラルウールNo.1 .676
木炭 .632
松材、繊維全体 .553
ローム、乾燥、開放 .550
消石灰 .480
ガスハウスカーボン .470
アスベスト .363
石炭灰 .345
塊のコーラ .277
分割されていない空域 .136
蒸気管の線形膨張。
錬鉄は、伝熱温度1度につき1 / 150,000インチ膨張すると言われています。計算には、パイプの長さ（インチ）に、加熱時に到達すべき常温との差を掛け、それを150,000で割ります。パイプの長さが100フィートで温度が0度の場合、100ポンドの圧力（温度338度に相当）で蒸気を輸送したいとします。100フィートに12を掛けてインチに換算し、温度差を338で割ります。277これに 150,000 を掛けると、結果は 2.7 インチとなり、これがこの場合は伸縮継手に必要な遊びの量になります。

図153と154。

図153と154は、ボイラー群の蒸気接続部の適切な配置例を示しています。ノズルにはフランジを介してライザーが接続され、ライザーの上端から水平方向に配管が主蒸気管へと引き込まれています。この水平配管には、各ボイラーに1つずつストップバルブが設置されています。これらのバルブは、図に示すようにフランジ付きの端部を持つ必要があります。これにより、修理が必要になった場合でも、配管の他の部分を損傷することなく容易に取り外すことができます。図とは異なり、バルブCは別の位置に配置する必要があります。バルブに水が溜まらないように、ステムは水平またはほぼ水平にする必要があります。

278

この配置により、ボイラーと配管自体の動きが配管のバネによって補正されることがわかります。ライザーの高さは3フィート（約90cm）未満であってはなりません。1つのバッテリーに8台または10台のボイラーがある場合は、スペースに余裕があれば6フィート（約1.8～2.4m）の高さにする必要があります。また、主蒸気管につながる水平パイプは10フィート（約3.3～3.8m）以上である必要があります。

蒸気ループ。
これは蒸気ボイラーの付属装置で、凝縮水を戻すために設計されています。これは必ず「ライザー」、「水平」、そして「ドロップレッグ」の3つの部分で構成され、通常は3/4インチから2インチまでの様々なサイズのパイプで構成されています。各部分にはそれぞれ独自の明確な役割があり、それらの比率と直接的な関係によってシステムの容量と強度が決定され、構成されます。実際には、これは凝縮源からボイラーにつながる単純な戻りパイプに過ぎず、この説明だけでは説明が困難です。インジェクターや脈動計ポンプと同様に、パラドックスと呼ばれてきました。

蒸気ループの適用範囲は、凝縮水の回収に関するあらゆる要件を実質的にカバーします。蒸気機関、ポンプなどと接続して使用する場合は、蒸気管のできるだけ絞り弁に近い位置に、任意の単純な形状の分離器を接続します。分離器の下部からループはボイラーに戻り、ループによって維持される循環によって蒸気はシリンダーに入る前に乾燥されます。

ループの先端部での動作には、わずかな温度低下が必要であり、それに伴い圧力も低下する。分離器に隣接するループの下端に溜まった水は、パイプの直径を満たすとすぐに、この圧力差によって突然水平に引き寄せられる。水をどれだけ遠くまで戻すか、どれだけ高く持ち上げるかは問題ではない。現在、凝縮水を39フィート以上持ち上げるシステムが1つと、それを10フィート以上持ち上げるシステムが1つ、毎日稼働している。279 63フィート。システムの強度は長さと高さによって増し、運用上の唯一の制限は必要な落下脚を設置できるかどうかであり、その高さは圧力差によって決まります。

図155.

図155は、放射コイルへの適用例を示したものです。動作原理を理解するために、図を参照しながら、すべてのバルブが開いており、ボイラー圧力が蒸気管、コイル、ループ全体に自由に流入していると仮定しましょう。システム全体で圧力が完全に均一であれば、ループ内の水位はボイラー内の水位と同じになります。しかし実際には、圧力はシステム全体で均一ではなく、ドームを出た瞬間から徐々に低下します。この圧力低下は、一部は凝縮、一部は摩擦によるもので、通常は小さいながらも、常にある程度は存在します。コイルのバルブで圧力を意図的に下げることもできますが、これはコイル自体の凝縮によって必然的に生じます。ループ全体でさらに圧力が低下し、システム全体で最も低い圧力は、蒸気の流れから見てループ内でボイラーから最も遠い点であるaで発生します。

280

凝縮水は必ず「行き止まり」に向かって流れ、そこに蓄積されることが知られています。これは、すでに述べたように、「行き止まり」ではシステムの他のどの点よりも圧力が低いという事実によるもので、その結果、圧力が最も低い点に向かって蒸気が一定の流れ、すなわち掃引（スイープ）を起こし、この流れは凝縮が続く限り続きます。この蒸気の掃引は、凝縮によって生成された水、あるいは蒸気中に含まれる水をすべて運びます。最初は薄い膜の形でループの内面を掃引しますが、その後、十分な量の水が蓄積されると、小さな水の塊、つまりピストンの形でパイプを一定間隔で完全に満たし、行き止まりに向かって急速に移動します。蒸気の掃引作用は通常考えられているよりもはるかに強力であり、もちろん、蓄積された水と同じ速さで、継続的にかつ確実に行き止まりに水を排出します。

実際には、水はループによって速やかに運ばれ、ドロップレッグに蓄積され、レベルbまで上昇して圧力差が均衡します。ループはその後も水を運び続けるため、蒸気によって水のスラグまたはピストンが塔頂b に堆積するのと同じ速さで平衡が崩れ、同量の水が塔底から逆止弁を通ってボイラー へと排出されます。

この独創的なデバイスの多くのシステムを実際に運用した結果、次のような利点が示されました。

1. 純水をボイラーに戻し、その水に含まれる熱を蓄える。
2. より均一な温度を維持し、膨張や収縮による危険を回避します。
3. 開いた排水溝、水滴、タンクなどからの漏水の防止
4. 長い配管ライン、ジャケット、乾燥機などで高圧を維持する。
5. エンジンを速やかに始動できるようにする。
6. 蒸気システムを水から守り、事故のリスクを軽減します。

281

ボイラー製造業者の工具および機械。

図156.

図156は一対のジャッキスクリューを示しています。これらはボイラー工場や、重量のある機械を移動させたり、その他の取り扱いをしたりする必要がある施設で非常に役立つ装置です。

しかし、蒸気ボイラーの製造に使用される工作機械は少なく、一般的には次のようになります。

1.ロールは手動レバーまたは動力で操作され、鉄板または鋼板を円形に曲げるために使用されます。

2d.—シートの端を真っ直ぐ正確にトリミングするための幅広の電動かんな。

3d.—プレートをトリミングおよび切断するための大型鋏。

4番目—リベット穴を開けるためのパワーパンチ。

5番目 —チューブの端を受け入れるためにチューブシートに大きな穴を開けるディスク。

6番目 —リベット加熱炉と多くの場合蒸気リベット打ち機。

ボイラー製造業者に必要な手工具も同様に少なく、 リベットハンマーとノミを打つハンマー、熱いリベットを扱うトング、プレートの端を整えるチゼル、鉄を切断したりシートに穴を開けたりするためのケープノミ、チューブをセットするためのエキスパンダー、そして打ち抜かれたシートを正確に一列に並べるためのドリフトピンなどから構成されています。

図 157 は、よく知られているツールであるダッジョン エクスパンダーの改良パターンを示しています。

図157.

282

スチーム。
蒸気は気体状態の水、つまり水のガスまたは蒸気であり、14.7 の圧力と 212° F の温度で液化します。

蒸気は水と熱の混合によって生成される物質です。水は色も味もない2種類の気体から成り、蒸気も同じ2種類の気体から成りますが、そこに熱と呼ばれる不思議な性質が加わることで、水は大きく膨張し、目に見えなくなります。フランス語には蒸気を表す言葉があり、それは「ウォーターダスト」と呼ぶのが適切です。

これは、大気と自由に連通している水を入れた容器内で蒸気が発生する際に起こる現象です。まず、液体の表面から蒸気が上昇していく様子が見られます。水温が上昇するにつれて、蒸気は次第に濃くなります。次に、表面が震え、液体の歌声と呼ばれる独特の音が聞こえます。そして最後に、容器の火に最も近い部分に、空気泡に似た泡が形成され、表面まで上昇して破裂し、新たな蒸気を放出します。

ここで注目すべき興味深い事実は、真空のような完全に空気のない空間に水を導入すると、水はどんなに熱いか冷たいかに関係なく、瞬時に蒸発し、見かけ上は流動体であるものの、空気のような目に見えない気体だけが残るということです。

高圧下で蒸気が乾燥していることは、非常に興味深い実験によって証明されています。ノズル近くの蒸気噴流の見えない部分に普通のマッチの頭を当てると、すぐに発火します。この事実は、たとえ最高温度であっても、わずかな水分があれば発火しないという事実から、完全に乾燥しているという説得力のある証拠です。この実験は接触点における蒸気の乾燥を証明していますが、噴流の背後に絞りがある場合、ボイラーから供給される蒸気自体が湿っていて、伸線によって乾燥している可能性があります。

デッドスチームは排気スチームと同じです。

生蒸気とは、何も仕事をしていない蒸気のことです。

乾き蒸気は、機械的に懸濁された水が混ざっていない飽和蒸気です。

283

高圧蒸気は、一般的に高圧エンジンで使用される蒸気であると理解されています。

低圧蒸気は、1 インチあたり 15 ポンド以下の低圧で、凝縮エンジン、加熱装置などに使用される蒸気です。

飽和蒸気とは、同じ温度の水と接触している蒸気のことです。飽和蒸気は常にその凝縮点、つまり接触している水の沸点にあります。この点で、飽和蒸気は過熱蒸気とは異なります。

過熱蒸気は蒸気ガスとも呼ばれ、ボイラーから出た後に熱を加えて乾燥させた蒸気です。

蒸気の全熱は蒸気熱と同じです。

湿り蒸気は、機械的に浮遊した水を含む蒸気であり、水は霧状になっています。

同じ圧力下の空気と比較した場合、蒸気の比重は 0.625 です。

私たちにとって非常に価値のある特性は次のとおりです。

1. 簡単に凝縮できること。
2. その大きな拡張力。
3. 真空チャンバー内または空気中で凝縮されたときに収縮する小さな空間。

大気圧で蒸気になった 1 立方インチの水は 1,669 立方インチに膨張します。

ウォーターハンマー。
蒸気配管方法が高圧化や現代の慣行の要求に追いついていないという事実は、パイプや継手の故障による事故の増加によって証明されています。

使用圧力の急激な上昇にもかかわらず、フランジの強度、ボルトの数とサイズ、そして伸縮に対する余裕のある対応は、相応に強化されていません。バルブや継手についても、設計、構造、操作において、より細心の注意を払う必要があります。

284

パイプ内に凝縮水が存在することは危険であることはよく知られていますが、パイプ内で実際に何が起こっているのかはほとんど分かっていません。パイプには非圧縮性の液体、膨張性の気体、そしていわゆる「デッドヘッド」と呼ばれる、パイプの端が閉じられた管があります。この管は蒸気が発生させる圧力すべてに耐えることができるため、比較的低圧の蒸気管の爆発や破裂時に間違いなく作用する、途方もない反発力を説明するのは困難です。

破裂の原因は間違いなく、凝縮水で満たされた長くて大きな蒸気管に伴うウォーターハンマーまたはウォーターラムです。

水を満たした大きな傾斜管に蒸気を吹き込むと、重力差によって管の上部まで上昇し、泡を形成します。凝縮が起こると、泡の下の水が真空を埋めるために勢いよく上昇し、管の側面に直接衝撃を与えます。水がさらに後退するにつれて、泡は大きくなり、管内をどんどん上方に移動します。蒸気が通過した水の質量は、真空を埋めようと流入する蒸気によって押し進められるため、衝撃は次第に強くなります。最大の効果は、一般的に「行き止まり」で発生します。

実際、ある条件下では、パイプの端が開いている方が、より強力な衝撃を受けることがあります。例えば、上向きに曲がったパイプに水を満たし、一方の端が開いている状態で、もう一方の端から蒸気を導入した場合などです。一方の端からは大気圧によって、もう一方の端からは蒸気圧によって水が押し込まれると、やがてパイプの頂部に泡が発生し、この二つの柱の合流によってパイプが破裂することがよくあります。

解決策は簡単です。配管を適切に設置し、自然に排水されるようにするか、適切な位置にドリップコックを設置する必要があります。ドリップコックはスロットルバルブの反対側に設置し、蒸気を夜間に供給し続ける場合は、このバルブを開放して水をすべて排出できるようにする必要があります。

285

ボイラー室の危険性。
大きな力があるところには、大きな危険がある。

圧力が高まると、危険性も高まります。

プレッシャーが増大すると、勤勉さ、注意深さ、監視も増大する必要があります。

1879年から1891年ま​​での12年間に、2,159件のボイラー爆発が記録され、3,123人が死亡、4,352人が重傷を負いました。これら以外にも、同時期には他の原因による無数の事故が発生しており、この警告的な「事故の章」の重大さを物語っています。

リベット留めされた鋼板で作られ、高い蒸気頭を持つボイラーは、破壊力のある外殻の強さによって、燃える火薬よりも破壊力の大きい力を常に保持しています。ただ観察するだけでは、この事実は分かりません。 ボイラーの内容物が一瞬にして噴出するような破裂が起こった場合にのみ、この事実が真に証明されます。残念ながら、蒸気ボイラーは決して強くなることはありません。むしろ、あらゆる劣化要因にさらされ、日々の使用と使用によって劣化していきます。そして、破損が頻繁に発生し、すぐに修理しなければ、ボイラーの強度は瞬く間に爆発寸前まで低下してしまうでしょう。

ボイラーの場合、まず、応力に耐えられる程度の強度を持つ容器があり、次に、その中に膨張する蒸気と水が封入されています。容器の強度が内部圧力を上回れば爆発は起こりません。逆に、圧力が容器の強度を超えた場合、破裂して爆発が起こりますが、それは容器の最も弱い部分で起こることは明らかです。

最も著名な人々による実験では、沸騰した水によって生成される謎のガスや、286空気と水の混合。ボイラーは、水位の高低を問わず様々な条件下で爆発させることを明確な目的として製造されてきたが、突然のガス発生については何も発見されていない。また、これまでに発生した悲惨な爆発は、水が入っておらず、火、炎、または熱風と接触しておらず、ある程度離れた場所から蒸気が供給されていた容器で発生したものである。

爆発に伴う蒸発の破壊的な作用は、その圧力の強さによるものではなく、生成された蒸気のその後の膨張によるものと思われます。蒸気の低さや多さだけでは ボイラーの爆発とはほとんど関係がなく、水位の高低も必ずしも関係ありません。

ボイラー爆発の大きな原因の一つは、ボイラーが爆発時に受ける圧力に耐えられないことであり、これは以下のいずれかの原因によって引き起こされると考えられます。

1. 設計不良。ボイラーがステーやブレースによって適切に補強されていない可能性があり、水スペースが不足しているため、水が適切に循環しません。
2. パンチングやリベット打ちが熟練していない作業員によって行われたために生じた不良な仕上がり。
3. 材質不良、膨れ、積層、およびプレート圧延時の砂や燃え殻の付着。
4. 技術者の不注意、蒸気計の欠陥、安全弁の不具合などにより過剰な圧力がかかった場合。
5. 水不足によって引き起こされるプレートの過熱。赤熱した表面に水を注ぐと、水は表面に触れず、表面から少し離れたところで球状状態のまま残り、見かけ上は蒸気の雰囲気に包まれているように見える。340°Cを超えるとこの状態になり、温度が約288°Cまで下がると表面に触れて沸騰し始める。

287

6. スケール、泥、その他の堆積物が蓄積し、鉄筋への水の浸透が阻害される。これにより、継ぎ目からの漏水、クラウンシートの膨らみや剥がれが生じる。

ボイラーが始動時に爆発するのはよくあることだという証拠は見つかりません。また、その発言は、知る限り、事実に基づいたものではなく、その想像上の危険を回避するために特別にボイラーを設計した関係者によって最初に確認されました。

検査によってすべての爆発を絶対に防ぐことができると考える人はいません。しかし、厳密な検査を行うことで、爆発につながる可能性のある欠陥を発見することができます。

水位が低いと、ボイラーの一部が過熱し、鉄の強度が急速に低下する可能性があるため、危険です。実際、水位が低い場合の爆発は、他の条件が同じであれば、水位が高い場合よりも被害が小さいと考えられます。これは、解放時に蒸気に変化する可能性のある高温の水が少ないためです。

新しいボイラーを蒸気圧下でテストするのは危険であり賢明ではありません。熱水膨張テストは同様に効率的で、コストが低く、あらゆる点で安全です。したがって、蒸気テストを行う必要はありません。ある製造業者が前述の方法でボイラーをテストしていたところ、支柱のリベットが破裂してボイラーの内容物が噴き出し、男性の顔に当たり、頭からつま先まで湯がいて焼けました。ボイラーを検査していた別の男性も頭に当たり、蒸気と水に包まれました。別の男性も肩から下が火傷を負い、別の男性は腕を負傷し、5人目の男性も火傷を負い、背中に重傷を負いました。部屋は蒸気で満たされていたため、前述のすべての損傷が発生するまで被害者を救助することはできませんでした。

蒸気管の爆発の危険性は想像以上に大きい。配管工場の検査員が複動式油圧ポンプを使って管を検査していたところ、突然、管が破裂した。2881平方インチあたり5,000ポンドの圧力と水が不幸な男性の顔面に当たり、彼はその場で死亡した。

技術者の中には、蒸気計を過度に信頼しすぎる傾向があります。通常、蒸気計はボイラーが稼働している蒸気圧力を測定する唯一の手段です。しかし、最も優れた計器でも誤差が生じやすく、長期間使用すると再調整が必要になります。しかし幸いなことに、その誤差は通常、実際の圧力よりも高い値を示す安全側のものです。

数週間から数ヶ月間使用されていないボイラーは、入るのは危険です。マンホールやハンドホールのプレートをすべて取り外し、水を入れて完全に換気するまでは、絶対に入ろうとしないでください。これは、多かれ少なかれすべてのボイラーに残っているゴミや泥、またはスケールから発生したガスが存在するためです。火に触れると、必ず爆発します。少し前、機関車が数週間修理を待って機関庫にありました。チューブがいくつか破裂していたので、作業員がそれを引き抜いていました。1、2本取り外しただけで、残っているものを確認するためにランプを差し込んだとき、作業場が揺れるほどの恐ろしい爆発音がしました。井戸、あらゆる種類のピット、タンクなど、長い間閉鎖されていたため入るのが危険な場所は他にもたくさんあります。そのガスの正確な性質は誰も知らないようですが、明かりを持ってその中に入ると、無傷で出てくることはまずないということは確かです。

都市部で使用されていないボイラーに充満する可能性が最も高いガスは下水ガスであり、これは開いたままになっている吹出し管から入り込み、通常は下水道に接続されています。したがって、吹出し管による下水道との接続には注意が必要です。

ボイラーは、サイフォンの原理により、予期せず内容物が空になることがあります。ボイラーの配管によっては、水柱が形成されてボイラー内の全内容物が排出されることがあります。ボイラーの点火中にこのようなことが起こると危険です。

289

燃料油。
オイルバルブ
石油や天然油を可燃物として実験的に使用してきた長い歴史の中で、その普及と一般大衆への採用に対する重大な反対意見が一つだけありました。その反対意見は、発火して火災による破壊を引き起こす可能性から生じます。

燃料油の危険性は、特定の火災保険業者協会が採用した以下の規則を遵守することで改善される可能性があります。

「貯蔵庫は、貯蔵されている石油が財産に危険を及ぼすことなく燃焼し、タンクに貯蔵できる全量の2倍を貯蔵できる十分な容量がある場所に設置される。」

貯蔵庫の位置は測量監督官の承認を得るものとする。敷地からの距離はタンクの大きさに応じて規制される。

地下室はレンガ造りで、側面と端は最低 16 インチの厚さとし、水硬性セメントで防水する。底部はコンクリート製の防水構造で、中央に向かって窪み、一方の端に傾斜させて、溢れた水や浸出水をすべてその端に排水する。この傾斜は、タンクの排水口の反対側の端に向ける。上部は重厚な鉄の I 型梁で支え、1 本の梁から隣接する梁まで頑丈なレンガのアーチを張り、石積みの上には最低 12 インチの土を敷く。

金庫室は 1 つ以上の大きなマンホールからアクセスでき、使用されていないときは 3 つ以上のタンブラーを備えた大きな南京錠で施錠しておく必要があります。鍵は責任者が保持します。

樋は、各タンクの真下を、タンクと同じ方向に、金庫室の一方の端からもう一方の端まで通らなければなりません。

タンクはボイラー鉄または鋼で作られ、厚さは少なくとも3⁄16インチ、冷間リベット留めされ、リベットの直径は3⁄8インチ以上であること290 タンクの直径は 1 インチ以内で、中心間の間隔は 1 インチ以内です。タンクを所定の位置に設置する前に、タンクの外側の表面全体にコールタールまたは鉱物塗料を 2 回塗ります。

タンクは直径 8 フィート、長さ 25 フィートを超えてはならず、また金庫室にはタンクが 2 つ以上あってはならない。

タンクを設置する場合、タンクの底は地下室のコンクリート床から 3 インチ上にある必要があり、地下室のコンクリート床から構築された厚さ 12 インチ以上の石積みのサドルに配置され、サドルの中心間の間隔は 3 フィートを超えず、水硬性セメントで敷かれ、排水のために中央に開口部がなければなりません。

タンクは、採水口に向かって長さ 10 フィートごとに 1 インチ傾斜する必要があり、タンクの傾斜は、金庫室の底部の傾斜と反対になります。

充填パイプ、マンホール、テルテールまたはインジケーター、ポンプ供給接続、蒸気接続、オーバーフローパイプ、および換気パイプは、タンクに接続する箇所で、リサージおよびグリセリンセメントを使用して石油漏れ防止対策を施す必要があります。

接続箇所に適切な接合部を提供するために、タンクの内側にリベット留めされる厚さ3 ⁄ 4インチのフランジを使用する必要があります。

充填パイプ接続部には、タンクとホース カップリングの間に気密バルブが必要です。このバルブは、タンクが充填されていない限り閉じられ、ロックされた状態に保たれなければなりません。各タンクには、直径が少なくとも 1 1⁄2インチの換気パイプが必要です。 そのうち 1 つはタンク上部の一端に接続し、逆 J 字型で、曲げ部のすぐ下のパイプにユニオンを配置し、その中に細い金網のダイヤフラムを配置する必要があります。もう 1 つの換気パイプは、タンク上部のもう一方の端に接続し、煙突の内部または地表から少なくとも 10 フィート上の大気に導く必要があります。これにより、タンク内で発生するすべてのガスが絶えず入れ替わるようになります。

タンクには、タンク内の油の高さを常に表示するインジケーターが備えられていなければなりません。このインジケーターは、タンクからガスが漏れないように配置されていなければなりません。291タンクからポンプまたは燃焼場所につながるすべてのパイプは、タンクに向かって傾斜し、スタンドパイプの底から貯蔵タンクの上部まで少なくとも 2 フィートの勾配があり、スタンドパイプからバーナーへの供給パイプが完全にバーナーより上にあるように構築されている必要があります。これにより、メインタンク、スタンドパイプ、オイルポンプ、または燃焼場所の間のどのパイプにも油の溜まりが形成されなくなります。

金庫室は可能な限り気密とし、直径 4 インチの鉄製換気パイプ 2 本を備え、入口および出口のパイプは金庫室の底から 6 インチ以内に達する必要があります。出口の換気パイプは地表から 8 フィート上に上がり、入口の換気パイプは地表から 6 フィート上に上がる必要があります。

サイフォンは、漏出や浸出水を地下室に流し、それを地面に排出するように設置する。その場合、燃焼しても周囲の財産に危険を及ぼすことはない。」

以下は、工場や工場での事故を防ぐためにドイツ政府が採用した規則の一部です。これらは、蒸気力が使用されるすべての場所に等しく適用されます。

「トランスミッションに関するすべての作業、特にシャフト、ベアリング、プーリーの清掃と潤滑、そしてベルトの結束、紐通し、積載、積降ろしは、これらの作業について特別に指導を受けた、または担当する男性のみが行う必要があります。女性および少年は、この作業を行うことが認められていません。」

ベルトが運転中に軸または滑車に接触したまま、紐で結んだり、束ねたり、詰め込んだりすることは厳禁です。ベルトの紐通しや接続作業中は、天井に固定したフックに吊るすなど、回転部からベルトを外すよう細心の注意を払ってください。小型ベルトは時折、出荷されずに空運転されることがありますが、これも同様です。

シャフトが動いている間は、潤滑油を注ぐか、潤滑装置を検査する場合は、以下の規則を遵守する必要があります。(1) この作業を行う人は、床の上に立って行うか、(2) しっかりと292作業員がしっかりとした足場を築けるよう特別に作られた階段の上に立つもの。（３）バーの上で動く、しっかりと作られた滑り止めのはしご。（４）この目的のために特別に作られた、十分な高さと強度のあるはしごで、適切な安全装置（上部のフックまたは下部の鉄の突起）により、滑りに対する安全性を確保します。

すべてのシャフトベアリングには自動潤滑装置が備え付けられていなければなりません。

機関士が作業室内にはっきりと聞こえる十分に理解できる合図を出した後でのみ、エンジンが始動されます。

エンジンが停止している間に、軸の潤滑と清掃以外の作業を実行する場合は、エンジニアにその旨と、そのような作業がどの部屋または場所で行われているかを通知する必要があります。エンジニアは、適切な関係者から作業の終了を通知されるまで、エンジンを停止したままにしておく必要があります。

事故が発生した場合に機関士に直ちにエンジンを停止するよう信号を送るために、作業室内の適切な場所に、はっきりと見え、容易にアクセスできる警報装置を設置しなければならない。

鋭いエッジを持つ機械の突出したくさび、キー、止めねじ、ナット、溝またはその他の部品はすべて、実質的に覆われていなければなりません。

ある階の軸から他の階の軸に渡されるすべてのベルトまたはロープは、高さ 4 フィート 6 インチの木、鉄板、または金網の柵またはケーシングで保護されなければなりません。

下階のシャフトから天井を貫通するベルトや、頭上の部屋にある駆動機械から通るベルトは、床から機械の構造までの高さに応じた適切なケーシングまたはネットで囲まなければなりません。機械の構造上ケーシングを設置できない場合は、少なくともベルトまたはロープが通る床の開口部は、高さ4インチ以上の低いケーシングで囲む必要があります。

293

固定シャフト、通常のシャフト、滑車、フライホイールは、床から少し高い位置で走行し、作業が行われる場所にあるため、しっかりと覆われていなければならない。」

消火に用いられる物質の中で最もシンプルで効果的なのは硫黄です。硫黄は熱によって酸素を吸収し、亜硫酸を生成します。亜硫酸の蒸気は空気よりもはるかに重いため、必要な量はわずかです。効果と低コストの両方で高い満足度を誇る硫黄に加え、活性が高く安価な物質としてアンモニアにも同様の作用があります。自動硫黄消火装置は様々な形状で製作できます。

夜間の修理、日曜日、または人工照明（特にあらゆる種類の携帯用照明）を必要とするその他の作業が必要になった場合は、複数の人員を雇用し、そのうちの 1 人は火災の際にエンジンまたはポンプを即座に始動できる必要があります。

爆発を防ぐには、ボイラーを通常の負荷だけでなく、エンジンの停止によって生じる予期せぬ負担にも十分耐えられるよう頑丈に作ることが最も重要だとされています。また、蒸気圧の数値は時代とともに高くなる傾向があり、現在ではゲージで 1 平方インチあたり 150 ポンドが示されることも珍しくありません。また、ボイラーが大きいほど、より経済的に稼働できますが、前述の 2 つのケースと同様に、ボイラーの製造にはあらゆる部分の強度に細心の注意を払う必要があります。

ある工場に掲示されている以下の規則は、その直接性において非常に優れています。

「体にフィットする服を着用してください。ブラウスやジャケットはウエストと胴体部分をボタンで留められるものを着用してください。袖は肘まで腕にフィットするものを着用してください。機械の周りではコートを着用しないでください。歯車や滑車には駆動側から近づかないでください。ポッティングで時間を節約しようとしたり、ベルトを緩めたり完全に停止することなく高速で動いているベルトにポッティングしようとしたりしないでください。経験の浅い人が付き添いなしで工場内を通行することを許可しないでください。女性に294たとえ何人の作業員がいても、動いている間に製粉所の中を通り抜けてはいけません。暗闇の中で製粉所の中を通ろうとしてはいけません。危険な物体の正確な位置を忘れて避けようとしても、それはまだそこにあり、音もなくあなたを傷つける機会をうかがっています。危険な場所を決して放置してはいけません。油を注ぐ間も目を離さないでください。一瞬たりとも油を抜いてはいけません。命を落とす可能性があります。衣服が軽く引っ張られるのを感じたら、掴めるものは何でも素早く掴み、衣服が引っ張られるまで放さないでください。

水循環。
水は、分子と呼ばれる極めて微細な粒子の無数から構成されています。これらの粒子は、ほとんど抵抗や摩擦なしに、互いに上下に、また前後に滑るように移動できる性質を持っています。ボイラーで水を加熱すると、次のような作用が起こります。加熱されると、加熱面に最も近い粒子が膨張または膨潤し、低温の粒子よりも（体積当たりで）軽くなります。そのため、ボイラー内の最も高い位置まで上昇せざるを得なくなります。

図158.

この上昇作用は、242 ページの図解と図 158 に鮮明に示されています。図では、容器の下部に熱が加えられている限り、温かい粒子が上昇し、冷たい粒子が下降するというプロセスが終わりなく続きます。

循環の原因は不変の自然法則（重力の法則）の結果であり、非常に単純なので、295蒸気加熱装置の設置において、その取扱いに適度な注意を払わなければ、失敗はほぼ不可能です。ボイラー上部から引き出されたパイプをボイラーから最も遠い地点まで直接または徐々に上昇させ、その後戻して下部に接続すると、加熱により水が循環することが、ごくわずかな経験でわかります。循環を生じさせるためには、水が沸騰したり、沸点に近づいたりする必要はありません。適切に構築された装置では、加熱後すぐに循環が始まり、ボイラー内の温度が直ちに上昇します。循環が流入側または上流側のパイプから始まると想定するのは非常によくある間違いですが、実際は正反対です。循環は戻りパイプ内の水によって引き起こされ、ボイラーから一方のパイプを上昇する加熱された粒子の流れと、もう一方のパイプを流れてボイラーに入るより冷たい粒子の流れとして説明できます。あるいは、建物の下層から上層へ温水を自動的に輸送し、次にボイラーへ冷水の流れを供給して加熱する手段とも言えるでしょう。

建物を暖房するための温水システムの建設を担当する人は、期待される循環は加熱時の粒子の膨張に完全に依存しており、摩擦、流通パイプの非常に低い温度への露出、頻繁または多数の短い曲げを可能な限り避ける必要があることを覚えておくとよいでしょう。

適切に配置された「蒸気ループ」の動作は、熱水と蒸気の循環を非常によく示しており、流れは連続的かつ迅速で確実なものとなります。

注記：蒸気ループが正しく接続されている場合は、ボイラーのストップバルブを常に開いたままにし、夜間または日曜日の間、蒸気管内の圧力を常に最大に維持してください。ループは強力な循環を維持し、凝縮した水はすべてボイラーに速やかに戻ります。朝の始動時は、排水コックを開き、シリンダー内に凝縮したわずかな水を吹き飛ばすだけで済みます。その後、スロットルを開けて、連続運転時と同様に乾燥した蒸気でエンジンを始動できます。

296

煙突と通風。
煙突内の隙間風は、煙突外の空気と煙突内の空気の重さの差によって発生します。この重さの差は、熱の差によって生じます。

さて、加熱された空気は冷たい空気より上に上昇する傾向が強く、わずかな差でも加熱された粒子の上向きの流れを引き起こし、空気が熱いほど流れは速くなります。

これらの粒子が上昇すると、空間ができるので、冷たい空気がその空間を急いで満たそうとします。ボイラー炉では、煙突から上昇してきた熱い空気が格子バーを通って冷たい新鮮な空気と入れ替わります。

この新鮮な空気と可燃物が混ざることで熱が発生し、通風の力は炉の確実な作動に絶対に必要です。

通風が強すぎる場合はダンパーを使用したり、灰受けの扉を閉めたりすることで修正できますが、エンジニアにとって通風不足ほど不快な状況は考えられません。

この不足は、第一に煙突の排気口面積が小さすぎること、第二に煙突が低すぎること、第三にガスの流れが遮られていること、第四に隣接する建物、丘、または木のてっぺんが煙突を覆い尽くしていることなどによって生じます。他にも、実践を重ねるうちに発生する故障の原因があります。そのため、新しい煙突の通風は、毎日の使用でその効果を実証するまでは、不確実な場合が多いのです。

蒸気ボイラーやその他の炉の通風は、煙突ではなく火格子の下で調整する必要があります。灰受けの扉は気密に閉じられる構造とし、煙突のダンパーは、ガスが急速に放出されて蒸気が生成されないように煙突面積を縮小する必要がある場合を除き、常に全開にしておく必要があります。

2本の煙突が互いに直角に向かい合って大きな煙突に進入する場合（多数のボイラーがバッテリー内に設置され、煙突がバッテリーの中央付近に設置されている場合が多い）、主煙突の中央には2本の進入煙突の間に仕切り板を設置し、流入するガスの流れを方向づけ、297いわゆる「突き合わせ」です。2本の水平煙道が同じ高さで煙突の反対側から入ってくる場合も、常に同じことを行う必要があります。

固定式ボイラーの場合、煙突面積はすべての管または煙道の合計面積の 5 分の 1 大きくする必要があります。

船舶用ボイラーの場合、公称馬力ごとに煙突面積を 14 平方インチ確保することがルールとなっています。

煙突の通風は通常、水柱インチで測定されます。この目的で最も一般的に用いられる構造は、U字型のガラス管をゴム管、鉄管、またはその他の手段で接続し、煙突の一部に通風によって曲がったガラス管の2本の脚の水位差が生じるようにすることです。

「機関車」は、煙突建設の単位として 、火格子の高さより 81 フィート上の煙道が、そこに至るすべてのボイラーの管の総面積に等しい面積を持つべきであると提案しています。ボイラーは通常の水平戻り管式で、加熱面積は約 1 平方フィートから 45 平方フィートです。

上記の条件に注意し、上記の比率を変更する場合には、煙突の通風力は高さの平方根に比例することに注意する必要があります。そのため、煙突の高さの平方根が 81 の平方根を超えるのと同じ比率で、煙突の面積をボイラー管の総面積より小さくすることができます。

たとえば、直径 66 インチで、各ボイラーに直径 3 1 ⁄ 2インチのチューブが 72 本ある 10 個のボイラー用の煙突を設計する必要がある場合、その比率はどのくらいになるでしょうか。

720 本の 3 1 ⁄ 2インチの管の総面積は6,017 平方インチになります。煙突の高さが 81 フィートの場合、この面積を確保するために 6 フィート 5 1 ⁄ 2インチ四方の煙道が必要になります。

しかし、何らかの理由で、煙突の高さを81フィートではなく150フィートにすることにしたとします。150の平方根は12 1 / 4、81の平方根は9です。煙突の面積は次の比率で減少します。12.25:9 = 6,017:4,420平方インチ。これが適切な面積となり、煙突の面積は5フィート6インチ四方になります。他の高さに決めた場合も同様です。

298

配管。
パイプトラップ
pトラップ
鉛を扱う技術はピラミッドよりも古い。何千年もの間、水力学と配管工は技術者の主要な関心事であった。ダビデ王もアルキメデスも鉛管を用いていた。バビロンのテラスや庭園には鉛管を通して水が供給されていた。亜鉛メッキされた管と精巧な接続・装置を備えた蒸気配管は、ほぼ現代に生まれた新しい機械工学の一分野であり、一見するとあらゆる種類の鉛管をすぐに置き換えることができるように思える。しかし、鉛に代わるものは何も存在しないと言っても過言ではない。なぜなら、この素晴らしい金属は、他の材料では不可能な用途にも対応できるからである。例えば、鉛管は、他の配管システムでは不可能な角度や障害物にも適合させることができる。したがって、実用的かつ装飾的な技術としての配管工は決して時代遅れになることはなく、あらゆる分野の技術者は、下水道や水道などに関する、常に繰り返される難題に対処するために、その原理と手法を学ぶべきである。

トラップ
すべての技術者は、少なくとも次の方法を知っておく必要があります。1、鉛管を接続する方法（「ワイプジョイント」を作成する）- 100 回の緊急事態でこの知識は役立ちます。2、一時的に水漏れを止める方法。3、砂またはバネを使用してパイプを曲げる方法。4、シンクから「空気管をバックアップする」方法。5、強制ポンプの使用方法。6、温水ボイラーの循環パイプの配置方法。7、はんだ付けの方法。8、バルブの修理方法など。

299

配管と排水。
298 ページの 3 つのイラストは、鉛管に仕掛けられたトラップを表現し、この材質と鉄管の違いを鮮明に示しています。

図159.

鉛は世界を構成する基本物質のひとつで、混じりけのない金属として金、銀、錫などと並ぶ。鉛の融点は華氏約617度で、体積比で 水より11 4 ⁄ 10重い（金は17 5 ⁄ 10、錬鉄は7 7 ⁄ 10重い）。鉛の靭性は極めて低く、 1 ⁄ 18インチの 針金は28 ポンドの重さで切れる。比較すると、鉄の靭性はわずか20 分の 1 でしかない。非常に柔らかいので、親指の爪で傷がつくかもしれない。非常に強い熱を加えると、鉛は沸騰して蒸発する。鉛の熱伝導は非常に遅い。7 つの一般的な金属の中では最も熱伝導率が悪いため、温水パイプに適している。十分な量の水銀と混ぜると液体のままである。

鉛を使用する利点は、その耐久性と比較的修理の手間がかからないことです。ロンドンでは、設置から300年から500年経った排水管や下水管は、300最初に作られた日と同じように今でも使えますが、鉄パイプは10年、20年、長くても30年以上は持ちません。

図159は、店舗や公共施設などにも適用可能な、住宅の配管と排水の一般的なシステムを示しています。Aは排水管または下水管です。ACはランニングトラップと呼ばれる下水管接続部、Bは排水管接続部です。下部のパイプの端にある「C」は排水管エルボで、清掃用の手差し口はねじプラグで閉じられています。この排水管は一定の勾配または傾斜を持つ必要があり、このエルボはそれを可能にします。CDは雨水導管（導体）を示しています。

EとFは直径3、4、5、または6インチの排水管です。便器の排水管は「排水管」、その他の設備の排水管は「排水管」と呼ばれます。NとOは便器のフランジ、FとHは屋根への接続、Lは浴槽、便器、またはシンクからの排水管を受け入れるためのY字型分岐管（二重または単管）です。配管工はこの接続を行う際、必ず鉛製の排水管をトラップし、真鍮製のニップルに半田付けします。

鉛管ジョイント。

図160.

「ワイプ ジョイント」の作り方を学べば、配管工の仕事はすべて簡単になると言われています。そのため、以下の指示が重要です。

この技術を習得するには、短いパイプで事前に練習することをお勧めします。この試作品は図160に示すようにクランプで固定し、慣れるまで何度も使用できます。

鉛継ぎの工程には、フロー継ぎ、リボン継ぎ、吹き継ぎ、アストラガル継ぎなど、その位置や用途の違いを表す様々な名称があります。301これらは必要なのですが、主に次のように作成されます。

1. 接合する鉛管を適切な歯の鋸で直角に切断します。このとき、管の端が管の両端にわたって完全に真っ直ぐになるように注意します。
2. 接合するパイプの片方の端を、まず「ターンピン」と呼ばれる、下げ振りのような形をした木製のくさびを打ち込んで開きます。この際、端を割らないように注意してください。通常は1/4インチ開けるだけで十分で、図161のDに示すようにパイプが開きます。次に、はんだ付けする部分の周囲の接合部内部を清掃します。この清掃は、配管工用のシェービングフックまたはポケットナイフで行うことができます。この準備を完了するには、牛脂ろうそくのグリースを接合部に「触れる」ようにします。
3. 次に、接合部のオス側を準備します。拡大した開口部にぴったり合うように、ヤスリで削る必要があります。全体がぴったり合うことが重要です。そのため、拡大した開口部の内側もヤスリで削り、はんだ付け前に2つの面がしっかりと密着するようにします。
4. この段階では、「配管用汚れ」と呼ばれるペーストを各パイプの端から3インチ外側に塗布する必要があります。これは、図 161の EF 線で示され、図 160の AB にも示されています。汚れの線は、職人技を確実に発揮するために、非常に均一で正確である必要があります。また、前述のように、汚れは各側のはんだ付け線から3〜5インチ外側に塗布されます。

鉛の融点は612度程度なので、はんだをより低い温度で溶かす必要があり、規定値で作ったはんだは440～475度で溶けます。

配管工にとって、ジョイントを作るときに使う布ほど重要な道具はありません。布を作るには、長さ12インチ、幅9インチの新しいモールスキンまたはフスティアンを用意し、中くらいの厚さにします。布の片側を4インチ折り、さらに4インチ、さらに4インチ折り、真ん中で折ります。これで4×4 1/2インチ、厚さ6インチの布ができます。折り終わったら、布が開かないように、ぼろぼろになった端を縫い合わせます。次に、片側に少しだけ熱い獣脂を注げば、布は使用できる状態になります。図160-aには、次に「ジョイントを拭く」作業で布Cを持っている手Hが示されています。これについて、これから説明します。

302

まず、接合部の下に小さな紙片を置き、余分なはんだDを受け止めます。そして、以下の手順ではんだ付けを始めます。フェルトFを右手に持ち、おたまをはんだ3分の1ほど入れます。熱すぎないか確認するには、はんだから5cmほどの距離に手を近づけます。すぐに火傷するような場合は、熱すぎます。もしこの距離に手を近づけるだけで済む場合は、そのままにしておきましょう。熱さを感じない場合は、はんだが冷たすぎます。

接合部にはんだを注ぎ始めるときは、非常に軽く行い、一度に一箇所に多量に注ぎすぎないようにします。ただし、ひしゃくを前後に動かし続け、E から J へ、最初は接合部の片側から反対側へ、端から端へ注ぎます。

Eに示すように、汚れの上から2.5～5cmほど上まで熱を注ぎ、パイプを適切な温度、つまりはんだと同じ温度にします。熱がパイプに沿ってより遠くまで伝わるほど、接合の可能性が高まります。

図160-a.

はんだを注ぎ続けながら、左手で布Cを持ち、はんだを受け止めると同時に、パイプの下側を錫メッキし、はんだが垂れ落ちるのを防ぎます。接合部を作る上で非常に重要なこの布については、別の箇所で説明しています。はんだを着実に注ぎ続けることで、はんだは柔らかくなり、形が整って、しっかりとした、かさばった感触になっていきます。

この形で半流動状態になったら、素早くひしゃくを下ろし、すぐに左手でジョイントの片側を外側から、またはその部分から形作ります。303次に汚れを落とし、右手に布を持って反対側も行い、最後に表面を仕上げます。接合部全体に布を軽く滑らせると、はんだが固まっていない場合や作業が速かった場合は、回転接合のように見えます。少し練習すれば、布を片手からもう片方の手に持ち替えなくても接合できるようになります。

接合の秘訣は、はんだの熱に鉛を当て、半流動状態の間にはんだを大まかに成形することです。

優れた機械的なフィッティングは、優れた判断力と繊細な触覚という 2 つの要素から生まれます。

パテジョイントでパイプを修理します。

図161.

まずパイプを完全に乾燥させ、速乾性の金色のサイズ剤で修理する部分を塗装します。次に白鉛を用意し、赤鉛の粉末で固めて硬いパテにします。これをパイプの破裂した部分に3 ⁄ 8インチから1 ⁄ 2インチの厚さの薄い層にします。次に、金色のサイズ剤を塗った良質の丈夫なキャラコ布で、塗装したキャラコ布を 3 枚または 4 枚重ねて赤鉛をパイプにきちんと巻き付けます。次に、片方の端から紐を始めて、キャラコ布のように複数の厚さになるまで、紐を交互に数層に重ねます。

適切に行えば、パイプにかかる通常の圧力に耐えられる強度が得られます。さらに圧力が必要な場合は、乾燥した赤鉛と金サイズからパテを作ることができます。白鉛と赤鉛の接合部を作る際は、まず、部品が完全に乾燥していることを確認してください。次に、部品が錆などで汚れていないことを確認してください。次に、パテを塗って接合部を形成する前に、良質で硬い塗料で部品を塗装してください。

304

鉛管を曲げる。
直径1 1⁄2インチの普通の軽い鉛管を引っ張ったり、鋭く曲げたりすると、管の口の部分が縮んだり、しわになったりします。管が大きくて細いほど、歪みも大きくなります。

鉛管にこれらの曲げを作る方法は多数あり、ダミーを使用するもの、ボルトやボールなどを使用するもの、また、曲げの後ろ、喉部、または両側で曲げを切るものなどがあります。

1 ⁄ 2 ～ 1 インチや非常に重いパイプなどの小さなパイプの場合は、問題なく、また危険もなく曲げることができますが、少し大きいサイズのパイプの場合、 砂曲げは主に次のように行われます。

例えば ​​5 フィートの長さのパイプを用意し、2 フィートまで砂を入れてしっかりと押し固めます。次に、非常に熱い砂を入れた金属製の鍋を用意し、パイプの 1 フィートまで砂を入れます。次に、さらに冷たい砂をパイプに詰めて、できるだけしっかりと押し固めます。端を止めてパイプの周りを引っ張りながら、同時にハンマーで叩きながら、喉部から後部に向かって鉛を素早く動かします。これは、適切に作業すれば可能です。注意: 曲げ部分の穴のサイズを縮小または拡大しないように注意してください。

水を使った曲げ加工。—水は圧縮できないため、このような作業には適さないことはよく知られていますが、しっかりとした容器に封入されていれば、どんな形にも曲げたりねじったりすることができます。曲げるには、まずパイプの端を塞ぎ、もう一方の端に止水栓をはんだ付けします。そして、パイプの端を持って引っ張り、水が冷えて収縮しないように注意しながら、素早くハンマーで叩いてしわをなくします。

ボールを使った曲げ— この方法は、細いパイプで行いますが、砂や水でボールが曲がった場合に、ボールを送り込むとパイプにできた「へこみ」を取り除くのにも使います。方法: パイプの長さが 2 インチだとすると、ボールはパイプより1/16インチ小さいサイズで、パイプ内を自由に通過できます。次に、パイプを平らになり始めるまで引っ張り、ボールをパイプの中に入れ、長さ 2 インチ、直径 1 1/2 インチ程度の短い木片を使って、ボールをパイプのへこんだ部分に押し込みます。ボールは、ろうそくの先で「触れる」と、より簡単に通過できます。ボールを前後に動かす際は、曲げた部分に押し込まないように注意してください。

305

表. —シート鉛の重量。

内径 3 ⁄ 8 1 ⁄ 2 5 ⁄ 8 3 ⁄ 4 1 1 1⁄4​​ 1 1⁄2​​ 1 3⁄4​​ 2
AAA、1 フィートあたりの重量、ポンド、オンス。 2-8 3-0 3～8歳 4-12 6-0 — — — —
AA、「」 1-8 2-0 2-12 3-12 4-12 6-0 8-0 8-8 9-0
A、「」 1-4 1-12 2-8 3-0 4-3 4-12 6～8歳 6～8歳 7-0
B、「」 1-4 1-4 2-0 2-4 3-4 3-12 5-0 5-0 6-0
C、「」 -10 1-0 1-8 1-12 2-8 3-0 4-4 4-0 4-12
D、「」 – 7 -12 1-0 1-4 2-0 2-8 3～8歳 — —
E、「」「」 — – 9 -12 1-0 1-10 2-0 3-0 — —
鉛板は有機物の形成の違いにより、塊ごとに同じ重量ではありません。

しかし、1立方フィートの重さは 709 ポンド。
1平方フィート 1インチ 厚い、 59 「
「「 … 1 ⁄ 8インチ 「 7 1⁄2​​ 「
「「 … 1 ⁄ 10インチ 「 6 「
「「 … 1 ⁄ 12インチ 「 5 「
「「 … 1 ⁄ 15インチ 「 4 「
「「 … 1 ⁄ 20インチ 「 3 「
鉛板は、筆記用紙と同じくらい薄く作られることもあります。

配管工のはんだ付け。
作り方のルール：良質の鉛または鉛の切れ端を100ポンド用意し、よくかき混ぜて、汚れやドロスをすべて取り除きます。次に、純粋な錫を50ポンド用意し、かき混ぜて、ほぼすべてが溶けて少し冷めたら、黒ロジンを1⁄2ポンド加えてよくかき混ぜます。最後に、鍋に新聞紙を少し入れて、それが燃えれば600度まで加熱します。これではんだは十分に熱くなり、よくかき混ぜてから鋳型に流し込みます。

306

配管工のツール。
鉛加工の工程は、長年の訓練によって培われた手先の器用さによって行われ、作業を適切に行うには多くの特殊な工具が必要です。これらの工具の中には、機械工学の他の分野と共通して使用されるものもありますが、鉛加工には不可欠です。

ここでは、使用された主なツールのカットを示します。ツールの中には、説明が不要なものもあれば、特定の用途の詳しい説明とともに名前が付けられたものもあります。

図162.

図 162 は、パイプに穴を開けたり広げたりするのに使用される配管工のタップボーラーまたはリーマーの 1 つの形状を表しています。

図163.

図163は配管用ニッパーを表しています。

図164.

図 164はよく知られており、常に役立つおたまです。

図165.

図 165は、配管工が接合前にパイプの内側を開く作業で使用される丸い先端のペインハンマーです。

図166.

図166は下げ振りです。同じ図から、接合前にパイプを無理やり押し開けるために使用される木製の器具、つまり「ターンピン」も分かります。

307

図167.

図167は「丸先ノミ」を表しています。

図168.

図168は木工品を切り取るときに使用する「木工用のみ」です。

図169.

図169はよく知られている「ケープチゼル」です。

図170.

図170は半円形のノミです。

図171.

図171は、同様によく知られている「フラットコールドチゼル」です。

図172.

図172は「ダイヤモンドポイントチゼル」です。

図173.

図173は配管や板金作業に関連する小さな作業用のリベットセットを示しています。

図174.

図 174 は配管工のトーチを示しています。これは、ボイラー、煙突の煙道、および蒸気プラントのその他の暗い場所の内部を調査するためにエンジニアによっても使用されます。

図175はコンパスソーです。

図176は両刃の配管工のこぎりです。

図177は水準器です。

図 178は、下手側ジョイントの作成や、蒸気プラントに関するさまざまな便利な用途で使用される鏡です。

308

図175.

図176.

図177.

図178.

図179.

図179はコーキング工具です。

図180.

図180はガスケットチゼルです。

図181.

図181は、配管工の間では「銅の尖ったボルト」として知られているはんだ付け工具です。

図182.

図182は銅製の平らなボルトです。

図183.

図183は鉄管や鉛管を吊り下げるためのハンガーです。このハンガーの優れた点は、ハンガーを分解することなく、吊り下げたパイプを上げ下げできる点です。

309

鉄の重量とゲージの比較に関する便利な表。
鉄板および鉄シートの表面 1 フィートの重量。

プレートアイアン。
厚さ。 平方フィート
あたりの重量。
インチ。 ポンド。
1 ⁄ 16 で。 2 1⁄2​​
1 ⁄ 8 「 5
3 ⁄ 16 「 7 1⁄2​​
1 ⁄ 4 「 10
5 ⁄ 16 「 12 1⁄2​​
3 ⁄ 8 「 15
7 ⁄ 16 「 17 1 ⁄ 2
1 ⁄ 2 「 20
9 ⁄ 16 「 22 1 ⁄ 2
5 ⁄ 8 「 25
11 ⁄ 16 「 27 1 ⁄ 2
3 ⁄ 4 「 30
13 ⁄ 16 「 32 1 ⁄ 2
7 ⁄ 8 「 35
15 ⁄ 16 「 37 1 ⁄ 2
1 「 40
鉄板。
アメリカ合衆国標準軌。
議会により採択され、1893年7月1日に発効。

ゲージの数
。 1000分
の
1インチ。 平方フィート
あたりの重量。オンス

インチの最も近い
分数。
いいえ。 1 .281 180 オンス。 9 ⁄ 32 で。
「 2 .265 170 「 17 ⁄ 64 「
「 3 .250 160 「 1 ⁄ 4 「
「 4 .234 150 「 15 ⁄ 64 「
「 5 .218 140 「 7 ⁄ 32 「
「 6 .203 130 「 13 ⁄ 64 「
「 7 .187 120 「 3 ⁄ 16 「
「 8 .171 110 「 11 ⁄ 64 「
「 9 .156 100 「 5 ⁄ 32 「
「 10 .140 90 「 9 ⁄ 64 「
「 11 .125 80 「 1 ⁄ 8 「
「 12 .109 70 「 7 ⁄ 64 「
「 13 .093 60 「 3 ⁄ 32 「
「 14 .078 50 「 5 ⁄ 64 「
「 15 .070 45 「 9 ⁄ 128 「
「 16 .062 40 「 1 ⁄ 16 「
「 17 .056 36 「 9 ⁄ 160 「
「 18 .050 32 「 1 ⁄ 20 「
「 19 .043 28 「 7 ⁄ 160 「
「 20 .037 24 「 3 ⁄ 80 「
「 21 .034 22 「 11 ⁄ 320 「
「 22 .031 20 「 1 ⁄ 32 「
「 23 .028 18 「 9 ⁄ 320 「
「 24 .025 16 「 1 ⁄ 40 「
「 25 .021 14 「 7 ⁄ 320 「
「 26 .018 12 「 3 ⁄ 160 「
「 27 .017 11 「 11 ⁄ 640 「
「 28 .015 10 「 1 ⁄ 64 「
「 29 .014 9 「 9 ⁄ 640 「
「 30 .012 8 「 1 ⁄ 80 「
310

1 フィートの丸鉄の重さ。

サイズ。 1フィートあたりの重量。
ポンド。
1 ⁄ 8 で。 .041
3 ⁄ 16 「 .092
1 ⁄ 4 「 .164
5 ⁄ 16 「 .256
3 ⁄ 8 「 .368
7 ⁄ 16 「 .501
1 ⁄ 2 「 .654
9 ⁄ 16 「 .828
5 ⁄ 8 「 1.02
11 ⁄ 16 「 1.24
3 ⁄ 4 「 1.47
13 ⁄ 16 「 1.73
7 ⁄ 8 「 2.00
15 ⁄ 16 「 2.30
1 「 2.62
1 1 ⁄ 16 「 2.95
1 1⁄8​​ 「 3.31
1 3 ⁄ 16 「 3.69
1 1⁄4​​ 「 4.09
1 5 ⁄ 16 「 4.51
1 3 ⁄ 8 「 4.95
1 7 ⁄ 16 「 5.41
1 1⁄2​​ 「 5.89
1 9 ⁄ 16 「 6.39
1 5 ⁄ 8 「 6.91
1 11 ⁄ 16 「 7.45
1 3⁄4​​ 「 8.02
1 13 ⁄ 16 「 8.60
1 7 ⁄ 8 「 9.20
1 15 ⁄ 16 「 9.83
2 「 10.47
2 1 ⁄ 8 「 11.82
2 1⁄4​​ 「 13.25
2 3 ⁄ 8 「 14.77
2 1⁄2​​ 「 16.36
2 3 ⁄ 8 「 18.04
2 3⁄4​​ 「 19.80
2 7 ⁄ 8 「 21.64
3 「 23.56
3 1 ⁄ 8 「 25.57
3 1⁄4​​ 「 27.65
3 3 ⁄ 8 「 29.82
3 1⁄2​​ 「 32.07
3 5 ⁄ 8 「 34.40
3 3⁄4​​ 「 36.82
3 7 ⁄ 8 「 39.31
4 「 41.89
4 1 ⁄ 8 「 44.55
4 1 ⁄ 4 「 47.29
4 3 ⁄ 8 「 50.11
4 1⁄2​​ 「 53.01
4 5 ⁄ 8 「 56.00
4 3⁄4​​ 「 59.07
4 7 ⁄ 8 「 62.22
5 「 65.45
5 1 ⁄ 8 「 68.76
5 1⁄4​​ 「 72.16
5 3 ⁄ 8 「 75.64
5 1⁄2​​ 「 79.19
5 5 ⁄ 8 「 82.83
5 3⁄4​​ 「 86.56
5 7 ⁄ 8 「 90.36
6 「 94.25
1 フィートの角鉄の重さ。

サイズ。 1フィートあたりの重量。
ポンド。
1 ⁄ 8 で。 .052
3 ⁄ 16 「 .117
1 ⁄ 4 「 .208
5 ⁄ 16 「 .326
3 ⁄ 8 「 .469
7 ⁄ 16 「 .638
1 ⁄ 2 「 .833
9 ⁄ 16 「 1.06
5 ⁄ 8 「 1.30
11 ⁄ 16 「 1.58
3 ⁄ 4 「 1.87
13 ⁄ 16 「 2.20
7 ⁄ 8 「 2.55
15 ⁄ 16 「 2.93
1 「 3.33
1 1 ⁄ 16 「 3.76
1 1⁄8​​ 「 4.22
1 3 ⁄ 16 「 4.70
1 1⁄4​​ 「 5.21
1 5 ⁄ 16 「 5.74
1 3 ⁄ 8 「 6時30分
1 7 ⁄ 16 「 6.89
1 1⁄2​​ 「 7.50
1 9 ⁄ 16 「 8.14
1 5 ⁄ 8 「 8.80
1 11 ⁄ 16 「 9.49
1 3⁄4​​ 「 10.21
1 13 ⁄ 16 「 10.95
1 7 ⁄ 8 「 11.72
1 15 ⁄ 16 「 12.51
2 「 13.33
2 1 ⁄ 8 「 15.05
2 1⁄4​​ 「 16.88
2 3 ⁄ 8 「 18.80
2 1⁄2​​ 「 20.83
2 3 ⁄ 8 「 22.97
2 3⁄4​​ 「 25.21
2 7 ⁄ 8 「 27.55
3 「 30.00
3 1 ⁄ 8 「 32.55
3 1⁄4​​ 「 35.21
3 3 ⁄ 8 「 37.97
3 1⁄2​​ 「 40.83
3 5 ⁄ 8 「 43.80
3 3⁄4​​ 「 46.88
3 7 ⁄ 8 「 50.05
4 「 53.33
4 1 ⁄ 8 「 56.72
4 1 ⁄ 4 「 60.21
4 3 ⁄ 8 「 63.80
4 1⁄2​​ 「 67.50
4 5 ⁄ 8 「 71.30
4 3⁄4​​ 「 75.21
4 7 ⁄ 8 「 79.22
5 「 83.33
5 1 ⁄ 8 「 87.55
5 1⁄4​​ 「 91.88
5 3 ⁄ 8 「 96.30
5 1⁄2​​ 「 100.80
5 5 ⁄ 8 「 105.50
5 3⁄4​​ 「 110.20
5 7 ⁄ 8 「 115.10
6 「 120.00
311

鋳鋼の 1 フィートあたりの重量。

サイズ。 ポンド。 サイズ。 ポンド。
1 ⁄ 4 で。 平方 .213 1 ⁄ 4 で。 通り .167
1 ⁄ 2 「 「 .855 1 ⁄ 2 「 「 .669
3 ⁄ 4 「 「 1.91 3 ⁄ 4 「 「 1.50
1 「 「 3.40 1 「 「 2.67
1 1⁄4​​ 「 「 5.32 1 1⁄4​​ 「 「 4.18
1 1⁄2​​ 「 「 7.67 1 1⁄2​​ 「 「 6.02
2 「 「 13.63 2 「 「 10.71
1 × 1 ⁄ 4 .852 1 ⁄ 2 で。 10月 .745
1 1⁄8​​ × 3 ⁄ 8 1.43 5 ⁄ 8 「 「 1.16
1 1⁄4​​ × 1 ⁄ 2 2.13 3 ⁄ 4 「 「 1.67
1 1⁄2​​ × 5 ⁄ 8 3.19 7 ⁄ 8 「 「 2.28
1 3⁄4​​ × 3 ⁄ 4 4.46 1 「 「 2.98
2 × 1 ⁄ 2 3.40 1 1⁄8​​ 「 「 3.77
「 × 5 ⁄ 8 4.25 1 1⁄4​​ 「 「 4.65
使用されている主なゲージの比較。

 米国規格。   スタッブスのバーミンガム。   ブラウン＆シャープ。

番号。 1000分
の
1インチ。
平方フィートあたりの重量
。 1000分
の
1インチ。
平方フィートあたりの重量
。 1000分
の
1インチ。
平方フィートあたりの重量
。
鉄。 鉄。 鉄。
いいえ。 1 .281 11.25 .300 12.04 .289 11.61
「 2 .265 10.62 .284 11時40分 .257 10.34
「 3 .250 10. .259 10.39 .229 9.21
「 4 .234 9.37 .238 9.55 .204 8.20
「 5 .218 8.75 .220 8.83 .181 7時30分
「 6 .203 8.12 .203 8.15 .162 6.50
「 7 .187 7.50 .180 7.22 .144 5.79
「 8 .171 6.87 .165 6.62 .128 5.16
「 9 .156 6.25 .148 5.94 .114 4.59
「 10 .140 5.62 .134 6.38 .102 4.09
「 11 .125 5.00 .120 4.82 .091 3.64
「 12 .109 4.37 .109 4.37 .080 3.24
「 13 .093 3.75 .095 3.81 .072 2.89
「 14 .078 3.12 .083 3.33 .064 2.57
「 15 .070 2.81 .072 2.89 .057 2.29
「 16 .062 2.50 .065 2.61 .050 2.04
「 17 .056 2.25 .058 2.33 .045 1.82
「 18 .050 2.00 .049 1.97 .040 1.62
「 19 .043 1.75 .042 1.69 .036 1.44
「 20 .037 1.50 .035 1.40 .032 1.28
「 21 .034 1.37 .032 1.28 .028 1.14
「 22 .031 1.25 .028 1.12 .025 1.02
「 23 .028 1.12 .025 1.00 .022 .90
「 24 .025 1.00 .022 .88 .020 .80
「 25 .021 .87 .020 .80 .018 .72
「 26 .018 .75 .018 .72 .016 .64
「 27 .017 .68 .016 .64 .014 .57
「 28 .015 .62 .014 .56 .012 .50
「 29 .014 .56 .013 .52 .011 .45
「 30 .012 .50 .012 .48 .010 .40
312

静音給湯器。
この装置は、開放型または密閉型のタンク内の水を、騒音なく直接蒸気圧で加熱するのに非常に効果的です。ヒーターは、外向きに上向きに噴出する蒸気ノズルと、それを覆う多数の水入口を備えたシールドで構成されており、噴出ジェットは逆円錐形に形成され、上向きに噴出します。

図184.

小さなパイプから蒸気ジェットに空気が入り、空気と混合することで蒸気泡の崩壊と騒音を防ぎます。これは、従来の直接蒸気加熱の大きな問題点でした。小さな空気パイプに取り付けられたバルブまたはコックで、必要に応じて開度を調整します。

排気蒸気も同様の方法で騒音なく水中に廃棄できます。

313

事故と緊急事態。
蒸気プラント内またはその付近で働く人々が遭遇する可能性のある特殊かつ悲惨な事故によって必要となる適切な処置と初期治療ほど、技術者の注意と研究を有効に活用できる主題はほとんどありません。

これらや同様の性質の他の多くの事柄には、冷静な頭脳、落ち着いた手腕、そして何をすべきかについての実践的な知識が必要になると思われます。

図185.

いかなる種類の突然の災害においても、その最初の瞬間に、徹底的に訓練された技術者は、そのようなときに起こる混乱の中で、生命、身体、財産への危険を回避し、最悪の後遺症を回復するための努力を指導し、助言するのに最も適任であることがほぼ常に判明します。

この責任を果たすには、状況に応じて最善の策を迅速かつ効率的に講じられるよう、十分な事前準備が不可欠です。そのため、最大限の注意と慎重さを払ったとしても起こり得る最も一般的な事故について、以下にアドバイスを示します。

火傷と熱傷。火傷は加熱された固体または可燃性物質の炎によって発生し、熱傷は蒸気または加熱された液体によって発生します。事故の重症度は、主に1. 燃焼している物体の熱の強さ、2. 表面の広さ、そして3. 損傷部位の活性度によって決まります。例えば、背中の広範囲の熱傷よりも、指の火傷の方が生命への危険が少ない場合があります。

熱傷の即時的な影響は、一般的に火傷ほど激しくありません。液体は固体ほど高温にならず、容易に流動するため、その影響は体の広い範囲に及ぶことで最も深刻になります。火傷は、その部分を瞬時に破壊します。314傷ついた部分が狭い範囲内に留まっている場合、それが触れた部分は危険な合併症を起こさない可能性があります。これは皮膚の特殊な構造によるものです。

皮膚は二層構造をしています。外側の層には血管も神経もなく、スカーフスキンまたはキューティクルと呼ばれます。下側の層は真皮、またはキューティスと呼ばれます。真皮には神経と血管が豊富に存在し、非常に敏感であるため、キューティクルに守られていなければ私たちは生きていくことができません。皮膚は柔らかく薄いながらも、痛みや不快感を感じることなく物と接触できるほどの強さを持っています。

いかなる場合においても、事故の重大性と危険性を推定する際には、損傷した表面の範囲、損傷の深さ、影響を受けた部分の生命力と感受性などをすべて適切に考慮しなければなりません。

ひどい火傷や熱傷の場合は、衣服を脱ぐ際には細心の注意を払い、縫い目に沿って慎重に切り取り、無理に脱がせないようにしてください。

熱湯または蒸気で火傷を負った場合は、冷水をたっぷりと患者と衣服にかけ、その後患者を暖かい部屋へ運び、床またはテーブルの上に寝かせます。ただし、ベッドに寝かせると、それ以上傷の手当てをするのが難しくなるため、ベッドには寝かせないでください。

治療の秘訣は、擦り傷を避け、空気の遮断です。可能であれば、水ぶくれを破らないように注意しながら、皮膚を傷つけずに保護してください。衣服を脱いだ後、すすとラードを混ぜたものを患部に塗布することは、経験上、非常に効果的な治療法です。以下の2～3つの治療法も、治療薬の入手のしやすさに応じて推奨されます。

氷をよく砕くか、できるだけ乾燥させ、新鮮なラードと混ぜてペースト状にします。この塊を薄いキャンブリック製の袋に入れ、火傷や熱傷の患部に当て、必要に応じて交換します。氷とラードが溶けている間は火傷による痛みはありませんが、痛みが再発した場合は、この治療法を再度行う必要があります。

315

新鮮な火傷に柔らかい石鹸を自由に使うと、 1時間半から1時間半ほどで皮膚の火傷が治まります。火傷がひどい場合は、火傷が治まった後、亜麻仁油を塗り、その上に小麦粉をふるいにかけてください。乾いたら、油と小麦粉を塗り重ね、完全に覆うまで繰り返してください。完全に剥がれるまで乾燥させると、傷跡のない新しい皮膚が形成されます。

石灰、石鹸カス、またはあらゆる苛性アルカリによる火傷の場合は、水で十分に洗い流し（こすらないでください）、次に薄い酢または少量の硫酸を含む水で洗い流します。最後に、通常の火傷と同様に、オイル、ペースト、または混合物を塗布します。

火傷用の軟膏を常に調合しておいておくと良いでしょう。実際、事故に備えて事前に準備しておけば、その悪影響は半分に抑えられます。

接着剤燃焼混合物。
ニューヨーク市立病院で使用されている「接着剤燃焼混合物」として知られる方法は、次のとおり構成されています。「7 1⁄2トロイオンスの白色接着剤、 16液量オンスの水、1 液量オンスのグリセリン、2 液量ドラクマの石炭酸。接着剤を水に浸して柔らかくし、湯煎で加熱して溶かします。グリセリンと石炭酸を加え、加熱を続けます。この間、かき混ぜながら、表面に光沢のある強固な膜が形成され始めます。この塊を小さな瓶に注ぎ、パラフィン紙とスズホイルで覆い、瓶の蓋をします。その後、蓋の縁に紙を貼り付けて保護します。この方法で、混合物は無期限に保存できます。

「使用するときは、湯煎で温めて、平らなブラシで火傷した部分に塗ってください。」

煙による意識喪失。—この症状から回復するには、顔に冷水をかけるか、冷水と温水を交互に浴びせます。それでも回復しない場合は、腕を額の下に組んだ状態で患者を仰向けに寝かせます。背中と肋骨に沿って圧力をかけ、体を徐々に横に倒します。次に、再び顔にゆっくりと圧力をかけ、背中にも圧力をかけます。呼吸が回復するまで、1分間に約16回、交互に体を転がす動作を続けます。温かいお風呂に入ると、完全に治癒します。

316

熱中症または日射病。最悪のケースは、太陽光線がまったく届かない密閉された部屋、過熱した作業場、ボイラー室などの極度の高温によって引き起こされます。症状は、1、突然の意識喪失、2、激しい呼吸、3、皮膚の極度の熱、および 4、発汗の顕著な消失です。

治療：重要なのは体温を下げることです。衣服を脱ぎ、フランネルで包んだ砕いた氷を頭に当て、胸に擦り込み、脇の下や脇腹にも氷を当てます。氷が手に入らない場合は、冷水で濡らしたシーツや布を使用するか、衣服を脱いで、普通のじょうろから冷水をかけます。

切り傷と創傷。これらの場合、特に注意すべき点は以下のとおりです。1. 出血を止める。2. できるだけ早く傷口から異物を取り除く。3. 傷口を互いに向かい合わせ、その状態を保つ。これは絆創膏を貼るのが最も効果的です。まず傷口の片側に貼り、次に反対側に固定します。絆創膏は幅広すぎず、異物が漏れ出ないよう間隔を空けてください。絆創膏で固定できないほど広い傷口は、必ず外科医に縫合してもらいましょう。重症の場合は必ず外科医を呼ぶべきです。

傷口を洗浄するには、水1パイントにつき石炭酸小さじ2.5杯とグリセリン大さじ2杯を加えます。これらが手に入らない場合は、水1パイントにつきホウ砂大さじ4杯を加えます。傷口を洗浄し、閉じて、四角く折りたたんだ綿または麻布を湿布します。傷口を洗浄した溶液で湿らせ、素早くしっかりと包帯をします。出血がひどい場合は、熱湯に浸したスポンジを布で絞ってできるだけ早く当てます。これが手に入らない場合は、氷か氷水で絞った布を使用してください。

傷の治癒には 2 つの方法があります。1 つ目は、化膿せずに一次癒合により急速に治癒し、非常に細かい傷跡だけが残ります。2 つ目は、化膿と肉芽形成によりゆっくりと治癒し、大きな赤い傷跡が残ります。

317

出血。出血には3種類あります。1つは心臓から伸びる動脈からの出血、2つは血液を心臓へ戻す静脈からの出血、3つは血液を体表へ運ぶ細静脈からの出血です。最初の出血では、血液は鮮やかな緋色で、まるでポンプのように流れ出ます。2つ目は、血液は暗赤色で、途切れることなく流れ出ます。3つ目は、血液が滲み出る出血です。傷によっては、これら3種類の出血が同時に起こることもあります。

出血を止める最も簡単で効果的な方法は、指で外傷を直接圧迫することです。傷口が長く、大きく開いている場合は、空洞を埋めるのに十分な大きさの柔らかい素材を湿布で押さえることもできますが、これは傷口の自然な閉鎖を妨げるため、可能な限り避けるべきです。

重症の場合、長時間の出血を止めるには手で圧迫するだけでは不十分で、結紮に頼らざるを得ません。結紮には、ポケットハンカチなどの衣類で、手足を縛るのに十分な長さと強度のものが最適です。ネクタイのように衣類を折りたたみ、滑らかな石、あるいは硬いパッドとなるものを動脈に当てます。ハンカチを緩く結び、輪の中に棒などを差し込み、タオルを絞るように、出血が止まる程度までハンカチを締めます。傷口を時々確認し、ひどく冷たくなったり紫色になったりしたら圧迫を弱め、出血が始まったらハンカチをきつく締めます。

術者が圧迫する場所を判断するには、解剖学の知識がある程度必要である。頭部および頸部上部からの出血には、気管の横、鎖骨のすぐ上を通る太い動脈を圧迫する必要がある。腕と手に血液を供給する動脈は、上腕の内側をコートの縫い目とほぼ一直線に走り、図185に示すように圧迫する。脚と足に血液を供給する動脈は、鼠径部のしわ、つまり大腿部の肉と腹部の肉が接する部分に触知でき、ここが結紮糸を当てるのに最適な場所である。動脈出血の場合、318心臓と傷口の間に圧力をかける必要がありますが、静脈出血の場合は、心臓に向かう血流を止めるために傷口の外側に圧力をかけなければなりません。

出血がある場合、患者は衰弱し、失神することがあります。血流が活発でない限り、これは深刻な兆候ではありません。失神した状態でも、血液が凝固して血管の傷口を塞ぐことで、出血を止める自然な働きをすることがよくあります。失神が長引いたり、患者が多量の出血をしていない限り、失神状態を急がずに済ませる方がよいでしょう。このような状態の場合は、興奮状態を避けるため、体外で体を温め、毛布で覆い、足や脇の下にお湯の入ったボトルや温めたレンガを当てるなどの処置が必要です。

凍傷。自然の温度がほぼ回復するまで、凍った部分に温風、温水、火を近づけないでください。冷たい部屋で、影響を受けた部分を雪または雪水で優しくこすります。血行はゆっくりと回復させ、その後の処理には細心の注意を払わなければなりません。

骨折。治療は、1、負傷した部位を圧迫したり痛めたりしている衣服を、可能であれば慎重に取り除くか、切り取る、2、骨をできる限り自然な位置と形に非常に丁寧に戻し、患者にとって最も楽な位置に置く、3、骨折した骨が動いて肉が裂けるのを防ぐために一時的な添え木や器具を当てる。この目的のために、木片、厚紙、わら、またはしっかりと折りたたんだ布を使用できますが、添え木には柔らかい素材を当て、きつく締めすぎないように注意します。添え木は、ループ状のロープ、紐、または布切れで縛ることもできます。4、患者を自宅または病院に搬送します。

次に担ぎ手は患者の背中の後ろに腕を回し、反対側の腰を掴みます。同時にもう一方の手で、肩に乗せられている患者の手をしっかりと掴みます。次に、自分の腰を患者の近い方の腰の後ろに回すことで、十分なサポートが得られ、必要に応じて担ぎ手は患者を地面から持ち上げて、いわば運ぶことができます。

319

湿布。これらの外用法は、重傷、捻挫、風邪などによる突然のこむら返りや痛みを和らげるのに役立ちます。マスタードを塗るコツは、温かいうちに塗り、こまめに交換してその状態を保つことです。冷たくなって湿っぽくなると、かえって害になります。効果があり、熱さを保つには、湿布の厚さは 1.5 ～ 1 インチにする必要があります。湿布の作り方は、亜麻の種子、オートミール、ライ麦粉、パン、またはニレの実の粉末を用意します。この粉末を沸騰したお湯の入ったボウルに入れ、薄く滑らかな生地になるまでゆっくりとかき混ぜます。湿布を塗るには、適切な大きさの古いリネンを 1 枚用意し、真ん中で折りたたみます。生地を布の片方に均等に広げ、もう片方で覆います。

いわゆる「マスタードペースト」を作るには、大さじ1～2杯のマスタードと同量の小麦粉を、均一なペースト状になるまで水で混ぜ合わせます。テーブルナイフを使って、古いリネン、あるいは綿布の上にきれいに広げます。ペーストの表面を薄いモスリン布で覆います。

負傷者の運び方— 歩行が不可能で、横たわることが絶対に必要でない負傷の場合、負傷者は椅子に座って運ばれるか、または板の上に座らせ、その板の両端を 2 人の男性が持ち、負傷者はその首に腕を回して体勢を安定させます。

負傷した人が歩ける場所では、腕を他の 2 人の肩や首に回すことで、大いに助けられます。

4 本の手で座ることができ、そのようにして人を運ぶ人の首に腕を回して安定させることができます。

担ぎ手が 1 人しかおらず、患者が立ち上がれる場合は、担ぎ手の首に片腕を回し、もう一方の手を担ぎ手の反対側の肩の前に持ってきます。

骨折した手足や肋骨を処置するには、衣服を脱がなければなりません。患者に怪我を負わせることなく行うことが重要です。最も簡単な方法は、邪魔になる衣服の縫い目を破ることです。ブーツは切断しなければなりません。医師が到着するまで、骨折した手足に何かを施す必要はありません。ただ、完全に安静にしておくことだけは必要です。

320

負傷者を担架（ドア、シャッター、または長椅子で作り、毛布、ショール、またはコートを枕にする）で運ぶには、3人必要です。患者を担架に乗せる際は、担架の 足を患者の頭に置き、両者が一直線になるようにします。次に、1人または2人が患者の両側に立ち、地面から患者を持ち上げ、担架に滑り込ませます。これは、誰かが担架をまたぐ必要性や、つまずく可能性を避けるためです。手足が押しつぶされたり骨折したりした場合は、手足が滑らないように、枕全体（つまり、枕と手足）に包帯を巻いた枕の上に置くことができます。担架を運ぶ際は、担架を運ぶ人は小刻みに足を離し、急いだり揺すったりしないようにし、患者が担架を運ぶ人の視界に入るように運びます。

個人的。
蒸気機関車に携わるいわゆる火夫は、いかなる種類の火夫であっても、自分の労働力のみで交渉する人の2倍の報酬を受け取るべきであり、実際、その報酬を平均して受け取っている。

さらに、彼は保護された場所で熟練した職業に従事しており、工場の従業員の中では「解雇」される最後の人であり、停止後に再び呼び出される最初の人であることは間違いありません。

さらに、火夫には、最も優れた工場で訓練を受けた機械工とほぼ同等に、最も大規模な蒸気プラントを担当するエンジニアの地位に昇進する機会があります。

さて、この通常の労働よりも高い賃金と、この職位から得られる他の多くの利点は、寛大な見返りを要求します。そして、この論文の終わりに、著者は、エンジニア、火夫、機械工など、志望する学生に、厳守すべき「ポイント」を次のように提案しています。すなわち、飲酒は厳守すべき第一の要素であること、常に身なりや建物を清潔に保つこと、蒸気工学という成長著しい職業にふさわしい品位ある振る舞いをすること、そして最後に、誠実さ、真実さ、勇気を含む揺るぎない信頼の忠誠心です。

321

格言と指示の索引
。
事故と緊急事態、313。
防止するための工場規則、293。
防止するための政府の規則、290。
酸、定義、137。
トリプルドラフト管状ボイラーの利点、 84。
1 ポンドの石炭を燃やすときに使用される空気、 14。
同様に、石炭への供給方法も14です。
説明、16。
物質的には16。
異なる深さにおける密度、16。
空気柱の重さ、17。
流体としては、17。
侵入不可能な物体として、17。
エンジニアの5つの「ポイント」、17。
17の構成。
比熱は215です。
エアバルブ、使用、255。
アルコール、比熱、214。
アルカリ、定義、137。
ミョウバン、沸点、37。
アンモニア（Sal）、沸点、37。
無煙炭の分析、 13。
瀝青炭のうち、13。
木製、13。
熱については、13。
船舶ボイラーに堆積したスケールのうち、146個。
給水の場合、139～140。
アングル鋼とT鋼の寸法と形状、104。
アングルレンガ、237。
アングルバルブ、説明、273。
無煙炭の分析、13。
難なく点火、16。
アンチモン、融点、42。
船舶免許申請者の回答127件。
アーチレンガ、237。
安全弁の面積、求め方規則、192。
灰捨て場、238。
射撃中の保管方法、27。
補助技術者の分類、310。
背圧弁、説明、273。
バッフルプレート、説明、169、180。
ボールバルブ、説明、273。
樹皮、蒸気ボイラーへの影響、151。
バレル、その内容物を見つけるための規則、203。
バー、格子、説明、173。
火をつける前に、指示、25。
ベルト、滑車で安全に走行する方法、291。
鉛管の曲げ加工、 304。
ビブコック、説明、273。
瀝青炭の分析、13。
どれだけ燃えたか、16。
船舶ボイラー用送風管、 63。
出血、その治療、317。
削りくず用ブロワー、20。
吹き飛ばす、説明、81。
表面、説明、161。
ボイラー、説明、48。
直立蒸気、50。
原形、52。
プレーンシリンダー、説明、52。
コーンウォール語、説明、54。
ランカシャー、説明、55。
ギャロウェイ、説明、58。
海洋、説明、60。
マリン、寸法表、62。
機関車ポータブル、80。
建設、89。
コーキング、94。
サイフォンによる危険性、288。
ガスによる危険性、288。
泡立ち、42。
フルクリング、94。
馬力、234。
276の適切な蒸気接続。
ボイラーブレース、「ポイント」に関連するもの、104。
ボイラーカバー、273。
ボイラー、化合物、構成、151-152。
複合、機関車用、149。
ボイラー鋳物、仕様、86。
ボイラークリーナー、機械的説明、159、160 。
ボイラー爆発、その原因、286。
ボイラー継手および取り付け部品、87。
備品、説明、164。
ボイラー煙突ブラシ、使用、21。
ボイラー前面、説明、165。322
ボイラーインジェクター、説明、206。
煮沸、その過程、37。
さまざまな物質の沸点、 37。
ボイラー製造業者の工具および機械、281。
ボイラー新設、燃焼方法28。
二つとして同じものはありません。25。
ボイラーおよびパイプカバー、それらのための混合物、275-276。
ボイラープレート、リベット接合の例、114。
マークオン、88。
ボイラー修理、123。
注、125。
ボイラースケールの分析、148。
ボイラースカム、形成方法、150。
ボイラー設定、236。
ボイラー鋼、品質の説明、90。
ボイラー管、重ね溶接管の寸法、110。
保持力表、111。
強度に関する実験、111。
注、110、112 。​
サイズ245のイラスト。
ボイラー試験、仕様、87。
ボルト、張力、ルール、99。
ソケット、説明、103。
ボルト、配管用銅製、先端が尖っている、308。
骨、骨折、治療、318。
ボーラー、蛇口、配管工、306。
ボックスコイル、説明、257。
ブレース、違い、およびステイ、103。
直接対決、説明、103。
カラスの足跡、103。
ブレース、ショップ名、103。
計算表、107-109。
直径表、103。
検査官の規則、102。
仕様、86。
104に関する「ポイント」。
蒸気ボイラーのブレース、 96。
ブラケット、バルブ、説明、272。
真鍮、伝導力、213。
レンガ、炉、237。
ブラインバルブ、説明、277。
骨折、その治療、318。
火傷と熱傷の治療、313。
混合物を燃焼、315。
ブッシング、説明、274。
突合せ継ぎ、図、115。
蒸気加熱に関する計算、 262。
ポンプに関しては、22。
安全弁に関するもの、191。
キャリパー、使用、22。
ケープチゼル、307、281。​​
炭素、説明、229。
炭酸塩、定義、136。
マグネシアの定義、138。
石灰は、何度の温度で沈殿したか、148。
炭酸、水中でどのように検出されるか、153-154。
比熱は215です。
炭酸ガス、説明、230。
二酸化炭素、その説明、231。
比熱は215です。
炭化、方法、15。
蒸気ボイラーの手入れと管理、 24。
蒸気継手の手入れ、268。
水管ボイラーの手入れ、70。
鋳物、ボイラー用、仕様、86。
コーキング、説明、94。
コーキング工具、配管工用、308。
検査証明書の発行、131。
チェーンリベット、例、93。
「してはいけないこと」の章、 44-47。
木炭、説明、15。
比熱は214です。
木炭鉄、説明、88。
チェックバルブ、説明、273。
給水に関する化学用語、 136。
化学、定義、136。
炉の化学、226。
主任技術者の分類、310名。
煙突通風、296。
ノミ、冷間、307。
ケープ、307。
丸い鼻、307。
半円形の鼻、307。
ウッド、307。
ダイヤモンドノーズ、307。
ガスケット、308。
塩化物、定義、137。
塩化物、水中でどのように示されるか、157。
CH No.1 F、88。
CH No.1 FB、88。
サークルレンガ、237。
循環、水、294 ​​。
貯水槽、容量、202。
クランプ、ボイラー、説明およびカット、123。
海事技術者の分類、310。
クリーナー、機械式ボイラー、説明、159-180。
燃焼中のボイラーの清掃、 20。
石炭タール、最適な焼成方法、30。
石炭、13。323
それが何から構成されているか、13。
一般的な割合、13。
燃焼時の空気の導入、13。
瀝青質の燃え方、16。
無煙炭の燃え方、16。
比較蒸発、18。
比熱は214です。
保管及び取り扱い、225。
コック、説明、270。
バルブ、説明、272。
ゲージ、説明、170。
ビブ、説明、273。
三方、説明、273。
4つの方法、説明、273。
コイル、ボックス、説明、257。
パイプ、説明、257。
コーラ、説明、15。
比較蒸発、18。
加熱と火格子面積の比率、28。
最も効果的な焼き方、28。
比熱は214です。
コールドチゼル、307。
コールドショート、定義、121。
柱、ガラス水位計、177。
石炭の可燃性部分、 16。
燃焼、物質に対する作用、16。
チャンバー、238。
船舶用ボイラーのチャンバー、62。
コンパス、使用、22。
コンパスソー、308。
化合物、ボイラー、構成、151-2。
機関車ボイラー用、149。
C No.1、鉄、88。
コンデンサー、表面の説明、65。
操作、66。
各種物質の導電力、 213。
リベットの円錐頭、説明、113。
ボイラーの構造、説明、 89。
リベットの頭を描く、113。
面積の縮小、定義、121。
コンベア、スクリュー、20。
銅、導電力、213。
放射電力、213。
比熱は214です。
コーンウォールボイラー、説明、54。
欠陥、54。
蒸気ボイラーの腐食、126、142、144 。​
パイプおよびボイラーのカバー、 275。
カップリング、説明、274。
パイプの場合は250。
ボイラーのひび割れ、修理方法、123。
クロスT、説明、274。
クロウフットブレース、103。
リベットのカップヘッド、説明、 118。
断面図、説明、165-167。
切り傷や傷の治療、316。
シリンダーボイラー、説明、52。
欠陥、53。
炉のダンパーと扉、 39。
ダンパーレギュレーター、説明、185。
危険箇所、蒸気ボイラー内、125。
ダーツ、説明とカット、19。
パイプの行き止まり、 284。
デッドプレート、説明、180、237。
デッドスチーム、説明、282。
献辞、5。
欠陥、表、125。
ボイラーの欠陥および必要な修理、 123。
用語の定義、121。
ボイラーの設計、支承面に関するもの、99。
灯油を使用するための装置、 158。
ダイヤモンドノーズチゼル、307。
火をつける前の手順、25。
各種燃料での燃焼用、27。
ボイラーメーカー向けディスク、 281。
「してはいけないこと」、第44 ～ 47章。
ドア、炉、説明、168-170。
ダブルシートバルブ、説明、273。
図158も参照してください。
排水、蒸気、説明、81。
排水と配管、説明と図、299。
排水コック、説明、181。
火をつけた時の隙間風、 26。
煙突は296個。
通風の調節、41。
リベットヘッドの図面、 118。
ドラム、泥、説明、179。
乾き蒸気、説明、282。
延性、定義、121。
ダッジョン エクスパンダー、説明、281。
消防士の職務、27。
ボイラーの義務、仕様、87。
粉塵（石炭）、燃焼、40。
エコノマイザ、燃料、説明、185。
弾力性、定義、121。
弾性限界、定義、121。
肘、説明、274。
要素、定義、136。
エル、説明、274。
鋼板の伸び、 90。
定義、121。
エーテル、比熱、214。
エンジニアの質問、133。324
試験、「ポイント」、133。
水中の不純物の検査、153。
エヴァンス、オリバー、viii。
技術者試験、 133。
排気蒸気加熱、267。
エキスパンダー（ダッジョン）、281。
蒸気管の膨張（線形）、270。
爆発、ボイラー、286。
蒸気管のうち、287本。
工場における事故防止ルール、293。
疲労、定義、121。
給水、分析、139-140。
エンジニアのテスト、153。
海水用沈殿装置、146。
分析の例、140-141。
予備降水量、144。
説明、196。
ヒーター、「ポイント」に関連するもの、201。
ヒーター、節約表、200。
浄水器、説明、185。
火、厚さ、40。
40の場合の対処法。
火箱鉄、説明、88。
機関車の耐火レンガのアーチ、35。
耐火粘土、導電力、213。
防火扉、237。
火かき棒、21。
消防士、訓練を受けた人の利点、24。
火桶、使用、21。
発砲、トリック、24。
ボイラー新設28台。
わら付き、説明、31。
消防士の職務、27。
外洋汽船、説明、32。
不適切な方法、27。
適切な方法、26。
オイル付き、説明書、32。
コールタール付き、説明、30。
20馬力、説明、30。
蒸気ボイラー16基、説明、29。
削りくず付き、33。
コーラ入り、作り方、28。
蒸気ボイラーのうち、24台。
ボイラーの下では、ガスと固体が生成されます。16。
おがくず付き、33。
新しい工場、37。
石炭の粉塵とふるい分けを含む、40。
黄褐色の樹皮で焼成、 36。
ボイラー、イギリスでの実験、40、
機関車、35。
ファイル、使用、21。
魚罠、205。
船舶ボイラーの継手、 63。
ボイラーの場合、仕様は87です。
備品、ボイラー、説明、164。
炎、光る、41。
無煙炭のうち、16。
フランジアイアン、説明、88。
ボイラーヘッドのフランジ、適切な半径、103。
パイプ用フランジ、248個。
フランジの旋削方法等85 .
ボイラーの平らな面、維持方法、98。
煙道および管、掃引、39。
フラッシュフロント、説明、165-166。
ボイラー内の泡立ち、42。
四方コック、説明、273。
フロント、ボイラー、説明、165。
凍傷、その治療、317。
燃料、付着による損失、143。
燃料エコノマイザ、説明、185。
燃料油、289。
に関する規則、290。
燃料、液体およびガス、15。
比較蒸発値表、18。
Fullering、説明、94。
フルトン、ロバート、viii .
炉、温度、42。
火、着火、241。
化学、229。
ダンパーとドア、39。
ドア、説明、168-170。
その、237。
ヒュージブルプラグ、説明、171、172。
ギャロウェイボイラー、説明、58。
寸法表、60。
気体、気体と液体の違い、216。
燃料としては15。
石炭からの比較蒸発、18。
休止中のボイラーにおける危険性、288。
換気パイプ内で燃焼した量、265。
ガスケットチゼル、308。
ガス管、サイズ別イラスト、243。
ガスプライヤー、説明、269。
ゲートバルブ、説明、273。
発電機、蒸気、説明、48。
ガラス、比熱、214。
放射電力、213。
ガラスゲージ、説明、177。
ガラス水位計柱、177。
グローブバルブ、説明、272。325
金、放射能、213。
伝導力、213。
格子、、237。
格子バー、説明、173。
過度の熱から保存する方法、38。
揺れる格子、174。
射撃中の保管方法、27。
蒸気ボイラーの溝切り、 126。
症例リスト、125。
蒸気ボイラーの発展、 52。
ゲージ、蒸気、説明、181。
ゲージコック、説明、176。
ゲージ、ガラス、説明、177。
ゲージ、圧力記録、説明、233。
ガセットステー、説明、100、103 。
ハンマー、水、説明、283。
ペイン、306。
リベットのハンマーテスト、 95。
手穴プレート、説明、81。
パイプ用ハンガー、 308。
燃料油の危険性、 289。
ボイラー室のうち、285。
リベットの頭、カップ型、円錐型、なべ型、113。
ヘッドツーヘッドブレース、説明、103。
熱、法則、212。
ユニット、214。
具体的には、214。
どのように効果を発揮するか、13。
ヒーター、給水、説明、196。
暖房、蒸気、温水、251。
排気蒸気により、267。
耐熱塗料、232。
熱中症、その治療、315。
高圧蒸気、283。
ヒンジバルブ、説明、272。
鍬、その使用、21。
均質、定義、121。
水平管状ボイラー、説明、79。
81の部分。
サイズ表、77。
馬力、推定の規則、235。
ボイラーに適用される場合、234。
ホース、ゴム、使用、21。
ホットショート、定義、122。
負傷者の搬送方法、 319。
蒸気ボイラーの検査の準備方法、 130。
水素、比熱、215。
230の説明。
油圧試験、131。
氷、放射力、213。
比熱は214です。
不適切な射撃方法、カットと説明、27。
蒸気ボイラーの付着物、 142-144。
例、142。
そして規模、症例リスト、125。
数量収集を示す表、103。
ボイラーの「ポイント」関係、149-152。
各蒸気ボイラーの個性、 25。
インジェクター、説明、206。
負傷者の搬送方法、319、320 。
蒸気ボイラーの検査、 129。
準備の仕方については、129～130ページをご覧ください。
検査官による申請者への質問、128。
ブレースに関する検査官の規則、 102。
インターセプター、蒸気、説明、183。
はじめに、10。
鉄、T、の説明、103。
（槌目）、融点、42。
（鍛造）、融点、42。
火室、説明、88。
木炭鉄、説明、88。
（鍛造）、伝導力、213。
磨き上げられ、 213のパワーを放射します。
比熱は214です。
融点、42℃。
フランジ、説明、88。
キャスト、伝導力、213。
アイロン、火、21。
検査証明書の発行、 131。
ジャックスクリュー、説明、281。
ジャムブリック、237。
ジョイント、パテ、作り方、303。
鉛管継手、300個。
パイプのジョイント、248。
ボイラー内の灯油、「ポイント」、 156-7。
炉の火を起こす、241。
L、説明、274。
レースカッター、使用、21。
はしご、使用、21。
おたま、306。
ランプ黒、放射力、213。
ランカシャーボイラー、説明、55。
欠陥、55。
蒸気ボイラーの言語、 39。
提灯、使用、21。
重ね継ぎ、図、115。
熱の法則、 212。
レイジーバー、説明、20。
リード、299。
使用上の利点、299。326
融点、42℃。
伝導力、213。
鍛造、放射力、213。
比熱は214です。
磨き上げられ、 213のパワーを放射します。
鉛管パテ目地の作り方304 .
サイズと重量の表、305。
曲げ方、304。
鉛管継手、300個。
てこ、長さ、定規、193。
リフティングバルブ、説明、273。
ライム、定義、138。
液体、液体と気体の違い、216。
リトマス試験紙、定義、153。
ライブスチーム、説明、282。
ロックナット、説明、274。
機関車、発射、35。
ボイラーコンパウンド、149。
またはチャージングショベル、説明、19。
機関車ボイラー、説明、72。
リベットの打ち方、115。
機関車用ポータブルボイラー、説明、80。
鏡、307。
ループ、（蒸気）、の説明、278-280。
低圧蒸気、283。
ラグ、仕様、86。
輝く炎、41。
マグネシア、定義、138。
何度で堆積したか、148。
炭酸塩、定義、138。
展性、定義、121。
マンホールの蓋、説明、81。
マンホールプレート、仕様、86。
船舶用ボイラー、説明、60。
リベットの打ち方、115。
継手、63。
寸法表、62。
スーパーヒーター、64。
亜鉛の使用、162。
63用のブラストパイプ。
摂取量、64。
最初に崩れる部分、112。
付着物と鱗屑、146-147。
海事技術者の分類、310。
309に関する規則。
ボイラープレート上のマーク、 88。
大理石、導電力、213。
材料、12、13。​​
機械式スクレーパー、187。
機械式ストーカー、134-135。
水銀、比熱、214。
放射電力、213。
メートル、水、説明、203。
木材中の水分、14。
マウスピース、炉、236。
泥太鼓、説明、179。
新しく設置されたボイラー、燃焼方法、28。
ニッケル鋼ボイラープレート、説明、91。
乳首、説明、274。
硝酸、沸点、37。
窒素、比熱、215。
230の説明。
非導体、276。
静音給湯器、312。
海洋汽船、点火方法、32。
石油、燃料、289。
ボイラー内の灯油の「ポイント」、156-157。
比熱は214です。
32発で発砲。
鉱石の塚、使用、20。
水中の有機物、その表示方法、 154。
装飾用塗料、232。
張り出した前面、説明、165-167。
天井暖房システム、256。
酸化物、定義、136。
鉄の最も良い処理方法、148。
酸素、説明、229。
比熱は215です。
石炭と一体化、17。
塗料、耐熱、232。
パームステイ、説明、100。
リベットの皿頭、説明、113。
パッチスクリュー、説明およびカット、123。
泥炭、説明、14。
13の分析。
木炭、説明、15。
比較蒸発、18。
ペインハンマー、306。
燃料としての石油、15。
油、比較蒸発、18。
ボイラーにおいては、155の使用。
フィラデルフィア水道局、優秀な消防士の増加例、25。
パイプ、表面と容量の表、246。
ジョイント、248。
溶接方法、264。
製氷機械用、263。
247に関連する「データ」の表。
パイプと配管、説明、244。
パイプコイル、説明、257。
パイプ継手、250。
パイプカッター、説明とカット、269。
パイプハンガー、308。
パイプ、ガス、サイズの図解、243。
パイプトング、説明、269。
パイプユニオン、説明、274。327
配管、行き止まり、284。
配管と排水、説明と図、209。
蒸気ボイラーの孔食、126。
かんな（動力）、ボイラーメーカー用、281。
プレート、デッド、説明、180。
鋼の品質、90。
プレート、バッフル、説明、180。
火傷と水ぶくれ、リスト、125。
ボイラー用厚さ表113。
ペンチ、ガス、説明、269。
プラグ、説明、274。
プラグ、ヒューズ、説明、171-172。
下げ振り、説明、306。
配管工のはんだ、作り方、305。
配管工のツール、説明、306-309。
はんだ付け、製作ルール、305。
配管工のワイプジョイント、298。
配管、説明とカット、298。
エンジニアが知っておくべきこと、298。
射撃に関する「ポイント」 37。
ボイラーブレースに関するもの、104。
蒸気ボイラーの危険性について、125。
格子バーに関しては、175。
水位計コック関係、176。
ガラスゲージに関しては、177。
蒸気計に関しては、182。
安全弁に関するもの、194。
給水加熱器に関するもの、201。
水道メーター関係、204。
インジェクターに関しては、209。
ポンプに関しては、218-221。
ボイラー設定に関するもの、239-241。
蒸気暖房に関しては、254。
煙突と隙間風に関しては、297。
ポーカー、説明とカット、19。
ポータブルボイラー、機関車、説明、80。
カートラック、使用、20。
ポッター、ハンフリー、バルブモーションの発明者、270。
湿布剤の作り方、319。
ボイラーメーカー用電動かんな、 281。
ボイラーメーカー向けパワーパンチ281。
給水中の不純物の沈殿、 144。
序文、7。
蒸気ボイラー点火準備、 24。
圧力計、不良事例一覧、123。
レギュレータバルブ、274。
安全弁の圧力、規則、192。
水に関する原則、 223。
適切な焼成方法、カットおよび説明、21。
ボイラーメーカー用パンチ、 281。
ポンプ、説明、215。
分類、217。
部品、図、218。
ダブルアクティング、218。
直接圧力、216。
222に関する計算。
ストレーナー、用、説明、223。
218～221に関連するポイント。
パテ目地の作り方303
船舶免許申請者の質問、 127。
検査技師の質問、309。
所有者の、蒸気ボイラーに関するもの、127。
熱の放射光線、「点」、38。
各種物質の放射能、 213。
熱の輻射に関する法律、39。
鉄道の手押し車、使用、20。
ラム、水、284。
火格子と加熱面の比率、 175。
試薬、定義、136。
リーマー、配管工用、306。
記録圧力計、説明、233。
カップリングの低減、説明、274。
通風の調節、 41。
海事技術者に関する規則、 309。
レギュレーター、ダンパー、説明、185。
リリーフバルブ、説明、272。
漏れているチューブの修理、126。
ボイラーの修理、「ポイント」、 124-6。
リベット、モード、93。
仕様、86。
説明、91。
二重記述、91。
チェーン、例、93。
ジグザグ、例、93。
高音、例、93。
不等ピッチ、例、93。
ボイラープレートのリベット留めの例、114～116。
ボイラー製造用のハンマー、281個。
不良品一覧125件
カップ型、円錐型、なべ型のリベット頭、 113。
リベット加熱機、261台。
リベット、説明、93。
スチール、説明、95。
直径表、113。
リベットセット、307。
テスト、95。
リベットステー、説明、106。
ボイラーメーカー用ロール、 281。328
ロータリーバルブ、説明、273。
丸ノミ、307。
ゴムホース、使用、21。
ボイラーの馬力の見積り規則、 235。
バルブ開口部の面積を求めるには、195。
水柱の圧力をポンド単位で調べるには、222 です。
ポンプの蒸気ピストンの面積222を求めます。
上昇した水の量を調べるには、222。
樽の中身を見つけるには、203。
水道メーターの読み取りについては、204。
ボイラーおよびパイプカバーの製造については、275～276を参照してください。
はんだ付けには305を使用します。
ボルトの歪みを調べるには、99。
安全な内部圧力は117です。
蒸気ボイラーの面積を決定するには、105。
蒸気ボイラー内の蒸気と水の含有量を計算する場合、105。
安全弁に関する米国の規則、 189。
安全弁については193。
ブレースに関する検査官、102。
燃料油関係、290。
工場、事故防止のため、293。
政府は、事故を防ぐために、290。
炉に火をつける前に、25。
火災下における蒸気ボイラーの運転、 24。
安全な内部圧力、規則と例、117。
表、118-120。
蒸気ボイラーの安全係数、 96。
安全弁、説明、187。
規則、191、193 。​
開口部の面積を求める規則、195。
バルブの上昇を示す表、195。
欠陥一覧、125。
関連するポイント、194。
塩、定義、138。
鉛管の砂曲げ加工、 304。
飽和蒸気、283。
のこぎり、コンパス。308。
配管工、307。
おがくず、焼成、33、242。
燃料としては16。
海水沈殿装置、145。
セクショナル蒸気ボイラー、説明、71。
センチネルバルブ、説明、184。
セパレーター、蒸気、説明、183。
セットスクリュー、そこから生じる危険、292。
蒸気ボイラーの設置、 236。
水管ボイラーのうち、239基。
やけど、その治療、313。
船舶ボイラーに堆積したスケールの分析、146-147。
ボイラー、分析、148。
蒸気ボイラーのスケーリング、「ポイント」、149-152。
作業範囲、12。
スコップ、シャベル、カットと説明、19。
スクレーパー、機械式、187。
ふるい分け、石炭粉塵の燃焼、40。
スクリューコンベア、使用、20。
スクリュージャッキ、使用、21。
ネジステー、説明、101。
ボイラーのスカム、その生成方法。150 .
スカム装置、説明、１６１．
振動格子、説明、174。
削りくず、焼成、33。
送風機、使用、20。
せん断強度、定義、121。
ボイラー製造用鋏、 281個。
ボイラーの外殻、説明、 81。
シャベル、その切断と説明、19。
ボイラー用サイドブラケット、240。
シリカ、定義、137。
銀、放射能、213。
伝導力、213。
融点、42℃。
6インチの煙突、ボイラー、78。
スライスバー、説明とカット、19。
使用に関する「ポイント」30。
煙、無感覚、治療、315。
ニッパー、配管工用、306。
ソケットボルト、説明、103。
ソーダ、定義、138。
水中での割合、154。
酢酸、沸点、37。
ナトリウム、定義、138。
はんだ、配管工の製作規則、305。
蒸気ボイラーの音、あるいは言語、39。
蒸気機関の動力源、 13。
125 HP 蒸気ボイラーの仕様、 85。
比熱、説明、214。
表、214。
スペクタクルピース、124。
水準器、307。
ステーボルト、中空、説明、103。
平らな面に留まる、 98。
ステーおよびブレース、欠陥事例リスト、125。
ステー、マチ、説明、100。329
船舶用ボイラーのうち、75 個。
機関車ボイラーのうち、75個。
ボイラーステーに関する「ポイント」、104。
手のひら、説明、100。
ねじ込み、説明、101。
そして、括弧、差、103。
計算表、107-109。
Steam、説明、282。
比熱は215です。
乾燥、282。
死亡者282名。
ライブ、282。
飽和脂肪酸、283。
濡れた、283。
高気圧、283。
低気圧、283。
過熱、283。
比重、283。
全熱量、283。
蒸気および温水暖房、251。
蒸気ボイラー、の成長、52。
水管、67。
断面、説明、71。
トリプルドラフト、81-82。
6インチの煙突、78。
2本の煙突、78。
蒸気ボイラー、機関車、72台。
アイドル、の危険性、288。
補強に関する検査官の規則、102。
石油の使用、155。
砂糖の影響、150。
腐食と付着物、１４２．
「ポイント」のスケーリング、149-152。
樹皮の効果、151。
ブレース、96。
125 HP、 85の仕様。
蒸気ドラムまたはドーム、説明、81。
蒸気配管工のバイス、269。
蒸気継手、ケア、268。
説明、274。
蒸気計、説明、181。
蒸気発生器、48。
排気による蒸気加熱、 267。
1 HP で暖められる空間は262 です。
蒸気ループ、関連メモ、295。
説明、278-280。
蒸気管、線膨張、276。
蒸気管爆発、287。
蒸気ポンプ、215。
蒸気分離器、説明、183。
ボイラーの蒸気空間、規則と例、105。
蒸気笛、説明、180。
スチールリベット、説明、95。
鋼、ボイラー、説明、90。
融点、42℃。
比熱は214です。
鋼板、ニッケル鋼、説明、91。
品質と厚さ、85。
品質、90。
スティーブンソン、ジョージ、viii。
ストックとダイス、使用、21。
ストーカー、機械式、134。
石炭の貯蔵、225。
ストレートウェイバルブ、説明、273。
ストレーナー、ポンプ用、説明、223。
ボルトのひずみ、規則と例、99。
わら、最もよく焼かれた方法、31。
燃料としての15の組成。
砂糖、蒸気ボイラーへの影響、150。
硫酸塩、表示方法、154。
定義、137。
硫酸石灰、何度で沈殿するか、148。
硫黄、その説明、230。
硫酸、沸点、37。
日射病、その治療、315。
過熱蒸気、283。
船舶ボイラーの過熱装置、 64。
表面吹き抜け、説明、161。
表面凝縮器、説明、65。
スイングバルブ、説明、273。
サイフォン、ボイラー内の危険性、288。
T、説明、274。
Tアイロン、説明と使用法、103。
寸法及び形状、104。
蒸発表、 18。
金属の融点、42。
色で判断した温度、42。
寸法は、ギャロウェイボイラー60。
船舶用ボイラーのうち、62台。
ブレースの直径、103。
滞在回数の計算については107～109をご覧ください。
ボイラー管の寸法は110です。
ボイラー管の保持力、111。
リベットの直径と板厚は113。
安全な内部圧力は118～120です。
蒸気ボイラーに見つかった欠陥のうち、125件。
腐食による異なる厚さでの損失を示します、143。
ボイラー内に堆積物が溜まっている様子、163。
安全弁195の上昇を示しています。
給水使用による節約のうち、200。
貯水槽の容量、202、
比熱は214です。
各種物質の導電力について、213。330
各種物質の放射能について、213。
1立方フィートの水の重量、224。
水の重量と容量、225ガロン。
蒸発できる水の比較量、231。
パイプの表面積と容量、246。
パイプに関するデータは247 件あります。
チューブの破裂圧力、264。
丸鉄および板鉄の分銅、309、311。
各種物質の導電力、275。
非導体の相対値、276。
鉛管の重量、305。
タン、説明、15。
黄褐色の樹皮、比較蒸発、18。
36発で発砲。
燃料油用タンクの作り方、290。
タンリカー、ボイラーでの安全でない使用、185。
タップボーラー、配管工、306。
タップとダイス、説明、269。
ティー、説明、274。
炉の温度、 42。
鋼板の引張強度、 90。
ボイラーのうち、121台。
テスト、油圧、131。
試験ボイラー、仕様、87。
蒸気圧力下でのボイラーの試験、 287。
試験片、説明および図解、105、112。
水中の不純物の検査、 153。
鋼リベットの試験、95。
指ぬき、仕様、86。
三方コック、説明、273。
スロットルバルブ、説明、273。
スズ、融点、42。
伝導力、213。
比熱は214です。
放射電力、213。
ティッシュペーパー、放射能、213。
ボイラー製造者用トング、 281。
ツールボックス、説明、22。
ツール、配管工、説明、306-309。
火室に便利です、21。
蒸気継手269に使用。
ボイラーメーカー、281。
配管工のコーキング、308。
トーチ、307。
蒸気の総熱量、 283。
タフ、定義、121。
訓練を受けた消防士と訓練を受けていない消防士の違いは24。
罠、魚、205。
トレブルリベット、例、93。
3連通気管、管状ボイラー、82。
トレビシック、リチャード、口絵。
チューブエキスパンダー、281。
チューブ、溶接方法、264。
破裂圧力および崩壊圧力の表、264。
ボイラー、大きさの図解、245。
保持力に関する実験、111。
保持力表、111。
ボイラー、寸法表、110。
水漏れ、修理方法、126。
管および煙道、掃引、39。
チューブシート、説明、81。
ターンピン、説明、306。
2本煙突蒸気ボイラー、78。
ウンブリア、蒸気船、ボイラー燃焼、32。
不等リベット、例、93。
ユニオン、説明、274。
煙突の測定単位、 297。
直立型蒸気ボイラー、説明、51。
船舶用ボイラーの普及率64％。
バルブ、ゲート、273。
地球儀、説明、272。
塩水、説明、273。
ポップ、説明、184。
角度、説明、273。
チェック、説明、278。
センチネル、説明、184。
圧力調整器、274。
ロータリー、説明、273。
すぐに、説明、273。
スロットル、説明、273。
ボール、説明、273。
チャンバー、説明、272。
ダブルビートとダブルシート、273。
スイングの説明、273。
バルブブラケット、説明、272。
バルブコック、説明、272。
バルブカップリング、説明、272。
バルブ、説明、271。
安全性、説明、187。
何の材料で作られたか、274。
バルブ、ヒンジ、説明、272。
救済、説明、272。
バックプレッシャー、説明、273。
持ち上げ、説明、274。
バルブとコック、説明、272。
バルブシート、説明、272。
燃料油貯蔵庫の建設方法、289。
換気、265。
バイス、蒸気配管工、269。
バイス、使用、21。331
水はどのようにして形成されるのか、143。
関連する原則、223。
主温度は224℃。
最大密度点、224。
沸点、224。
標準温度は224です。
比熱、214。
純粋な沸点、37。
放射電力、213。
伝導力、213。
凝固点、224。
水、（海）、沈殿物、145。
塩の沸点、37。
鉛管の水曲げ、 304。
水循環、294。
水格子バー、説明、175。
ゲージコック、説明、176。
ウォーターハンマー、283。
水道メーターの読み方規則、205。
説明、203。
水羊、284。
ボイラーの水空間、規則と例、 105。
機関車内の地下水位、35。
水管式蒸気ボイラー、説明、67。
給湯器、静音、312。
水管式蒸気ボイラー、設定数239。
ワット、ジェームズ、68。
異なる標準ガロンの水の重量、 225。
空気の柱のうち、17。
溶接可能、定義、121。
ボイラー等の管の溶接、 264。
湿り蒸気、283。
手押し車、使用、20。
汽笛、蒸気、説明、180。
ホワイトウォッシュ、説明、232。
ワイプジョイント、作り方、300。
配管工、298。
木材、比較蒸発、18。
比熱は214です。
可燃物としては、14。
「乾燥についてのヒント」14。
木炭、比較蒸発、18。
木工用のみ、307。
傷、その治療、310。
筆記用紙、放射力、213。
ジグザグリベット打ち、例93。
亜鉛、導電力、213。
融点、42℃。
ボイラーの腐食への影響、150。
船舶ボイラーでの使用、162。
比熱は214です。
ページ装飾オイル缶
工学、電気に関する教育マニュアル
2

建設と運営 $3
——新刊——

ロジャースのエンジニア、機械工、製粉工のための建設と運用

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3

描画とデザイン $3
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ベンチとバイス.—金属の焼戻しと硬化、鋼の等級、セメンテーション プロセス、ベッセマー法とシーメン・マーチン法、表面硬化、焼きなまし、手工具、工作機械、作業台、そりと金床、表面仕上げ、赤マーキング、手作業によるドリル加工、ブローチ加工、手によるネジ切り、パイプ切断。

工具と機械.—機械および手工具、携帯工具、機械の動作、機械作業の分類、旋削およびボーリング、プレーニング、フライス加工、穴あけ、研削、パンチングおよびせん断。

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ポンプと油圧 $4
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ポンプ機械に関する最新刊行物をご紹介できることを嬉しく思います。「ロジャースのポンプと油圧」と題された本書は、ポンプ機械の構造、操作、保守、管理を網羅した実用的かつ包括的なハンドブックです。油圧の原理についても徹底的に解説されています。本書には、実際に建設され稼働している作業の断面図、図表、図面が掲載されており、掲載されている事例の規則と説明は日常業務から引用されています。本書は、ポンプ作業員、エンジニア、機械工、そして監督者の皆様にとって、この分野の最も役立つ指導書となるよう、惜しみない努力を重ねてきました。

ポンプと油圧

ロジャース

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を添えた実践的な論文

パート1

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ポンプと油圧

ロジャース

イラスト と図表
を添えた実践的な論文

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TA株式会社

治療対象者

空気ポンプ、空気および真空ポンプ、空気圧縮機、空気リフトポンプ、蒸気消防車、その他のポンプ、鉱山用ポンプ、船舶用ポンプ、「製糖所」ポンプ、循環ポンプ、大気ポンプ、アンモニアまたは酸ポンプ、スクリューポンプ、航空モーターポンプ、回転および遠心ポンプ、タービンポンプ、インジェクターおよびエジェクター、脈動計-アクアスラスター、ポンプ速度調速機、凝縮装置、ユーティリティおよびアタッチメント、ツール、バルブおよび配管、パイプ、ジョイントおよび継手、役立つメモ、表およびデータ、ポンプおよび油圧用語の用語集、基礎油圧、圧力下の水の流れ、水圧機械、水車、タービン水車、タービンポンプ、水圧エンジン、油圧モーター、油圧装置油圧ジャッキ、油圧プレス、油圧アキュムレータ、油圧ラム、油圧装置としてのポンプ、ポンプの分類、ハンドポンプ、動力ポンプ、ベルトポンプ、電動ポンプ、蒸気ポンプ、デュプレックスポンプ、アンダーライター消防ポンプ、デュプレックス消防ポンプに関する全米消防保険協会の仕様。

約900ページに及ぶこの二巻本は、約700点の木版画で挿絵が描かれ、製本の見事な見本となっています。上質な白紙に、大きく明瞭な文字で印刷され、十分な余白が取られています。黒いベラム布で装丁され、金色の題字と表紙が添えられています。サイズは6インチ×9インチです。

——価格、4ドル、配送料込み——

9

海洋工学 $2

船舶エンジニア
のための質問と回答

ルーカス・

ホーキンス

価格 2 ドル。AUDEL

& CO.

海上での故障に関する章付き

この論文は、数学のコース、船舶エンジン、ボイラー、ポンプ、およびすべての補助装置の管理、安全弁を計算するための受け入れられた規則をカバーしており、実践的なエンジニア向けに出版された最も完全な ものです。

この本は、パート I 構築とパート II 運用の 2 つのパートに分かれており、700 ページあります。

この書籍には、プレート図面、図表、カットが掲載されており、1,000 以上のすぐに参照できる索引があり、実用的な海洋工学に関する 807 の質問に完全に回答して説明されています。

サイズは 5 3⁄4 × 8 1⁄2インチ、厚さは 1 1⁄2インチ、重さは約3ポンドで、濃い緑色の布でしっかりと耐久性のある製本され、縁は完全に金箔仕上げになっており、海洋工学の標準として認められています。

価格は2ドル。世界中どこへでも送料無料です。 ご満足いただけない場合は返金いたします。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

10

機械図面 $2
この作品は、デッサン芸術の基本原則に従って丁寧に構成されており、それぞれのテーマが明確に描かれています。主題のリストは以下の通りです。

ホーキンス機械製図

ホーキンス自習用機械製図

チョークワーク、予備用語と定義、フリーハンド描画、幾何学的描画、描画材料と器具、機械製図、鉛筆画、投影、「インク付け」図面、レタリング図面、寸法描画、シェーディング図面。

セクションの線引きと色、図面の複製、製図所の規則、ギア、ギアの設計、作業図面、作業図面の読み方、図面に関する特許庁の規則、役立つヒントとポイント、線遠近法、役立つ表、個人的、編集者による。

本書は320ページ、300点の図版で構成され、主に図表と実践的なヒントとなるイラストで構成されています。濃い緑色の布装で、縁取りとタイトルは金色で統一されています。7×10インチ（約17×25cm）の上質な紙に印刷されており、重さは33オンス（約94g）で、エンジニアや整備士の書斎にすっきり収まるでしょう。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

11

エンジニアのための電気 $2
ほぼすべての発電所における電気機械の導入により、電気に関する知識を持ち、電気機械の操作・運転監督ができる有能な技術者やその他の人材の需要が高まっています。このポケットブックは、必要な情報だけを分かりやすく解説しており、まさにそうした方々にとって大変役立つでしょう。

ホーキンスの『電気の新要理』。

ホーキンスの

学習計画

以下は、議論され、説明されたトピックの一部です。

導体と非導体: 電気に関する記号、略語、定義、モーター、ダイナモとモーターの手入れと管理。

電気照明、配線、全米保険業者協会の規則と要件、電気測定。

電気鉄道、線路工事、送電線作業員および発電機室に対する指示と注意事項、蓄電池、路面電車モーターの手入れと管理、電気メッキ。

電話と電信、電気エレベーター、事故と緊急事態などなど。

本書全体の 3 分の 1 は、ダイナモの説明と図解、およびその管理とメンテナンスに関する具体的な指示に費やされています。すべての指示は、学習者を混乱させるのではなく、支援するために最も単純かつ親切な方法で提供されています。

この本は 550 ページに電気機器のイラスト 300 点を収録しており、厚い赤い革で装丁され (ポケットのサイズは 4 1 ⁄ 2 × 6 1 ⁄ 2 )、縁は金箔仕上げで、電気技師やエンジニアにとって非常に魅力的なハンドブックとなっています。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

12

エンジニア試験 $2
本書は、あらゆるレベルの技術者にとって重要な助けとなるだけでなく、試験対策の安全かつ確実な準備に関して、これまで出版されたものの中で間違いなく最も役立つものです。蒸気ボイラー、エンジン、ポンプ、電気機械、冷凍機械の保守と管理における最も認められた実践を凝縮した形で提示するとともに、安全弁、ボイラーの強度、蒸気エンジンと蒸気ボイラーの馬力に関する問題の解法例と、いくつかの分かりやすい算数の規則も掲載しています。

ボイラーの検査および機関士の免許に関する様々な規則、規制、大都市の法律が記載されています。また、すべての船舶機関士の試験および等級認定に関する米国の法律と規制も記載されています。

この本では、蒸気工学の基本原理が平易な言葉で説明されており、試験官が尋ねそうなサンプルの質問と回答が多数掲載されています。

また、エンジニアリングの進歩に必要な知識を得るための「成功の鍵」についても短い章で説明しています。

ホーキンスのエイズ。

技術者試験
（
問題と解答付き）

この便利な本には、他では手に入らない貴重な情報が 200 ページにわたって掲載されています。金色の縁取りとタイトルが付いた濃い赤色の革で装丁されており、サイズは 5 × 7 1 ⁄ 2インチ、重さは 22 オンスです。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

13

蒸気ボイラー実習 $2
このボイラー室実習の指導書は、火夫、技術者、そして蒸気工学のこの重要な分野について学びたいと望むすべての人にとって大いに役立つでしょう。

石炭、木材、コークス、石油、ガス、燃料などの材料、その組成、特性、燃焼値、燃焼と蒸発について扱います。

さまざまな燃料での燃焼、蒸気ボイラーの管理、泡立ちの防止、工具と火おこし器に関する実用的な規則を示します。定置式ボイラー、船舶用ボイラー、機関車用ボイラーを網羅しています。

ボイラーを適切に管理する際に注意すべき重要な注意事項を 60 項目列挙します。

定置式ボイラー、船舶用ボイラー、機関車用ボイラーに関する詳細な説明と論文、ボイラーの歴史的発展、ボイラーの仕様、リベット留め、ブレース、ボルトの圧力や歪みを調べる規則などが含まれています。

蒸気ボイラーのブレースに関する検査官向けの規則を定めています。また、ボイラーの面積、蒸気・水空間の計算に関する規則と表も記載されています。

ボイラー管、ボイラーセクションの構造と製図、欠陥と必要な修理、蒸気ボイラーの検査、機械式ストーカーの腐食とスケール、ボイラー化合物、給水加熱器、インジェクター、ポンプ、ボイラーの設定、パイプと配管、蒸気加熱、炉の化学、ボイラー製造、配管、およびその他の何百もの有用な主題を扱います。

そこには、安全弁の問題の計算に関するいくつかの明確なルールと、米国の検査官によって認可されたルールが記載されています。

ボイラー室の格言と指示
N. ホーキンス ME

オーデル＆カンパニー

本書は330ページ、185点の図版・図表で構成されています。サイズは6×8.5インチ（約15× 20cm）、重さは28オンス（約115g）です。装丁は『計算』および『蒸気機関のカテキズム』と同じく、厚手の緑色の布で装丁され、装飾的な題名と縁飾りは金色で施されています。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

14

エンジニアのための計算 $2
『計算ハンドブック』は、蒸気機関、蒸気ボイラーなどに関する指示と参考資料であり、エンジニア、火夫、蒸気ユーザーが知っておく必要のあるすべての計算、規則、表が含まれていると言われています。

エンジニアと蒸気ユーザー向けの完全な数学コースを提供します。すべての計算はわかりやすい算術数字で行われるため、いわゆる「高等数学」の著作に見られる用語、記号、文字の挿入によって一般人が混乱する必要がありません。

機械的力、自然哲学または機械哲学、材料の強度、計測、算術、代数と幾何学の説明。

重量、測定、ロープとチェーンの強度、水圧、パイプの直径などの表、インジケーターの計算方法、安全弁の計算方法、蒸気ボイラー、蒸気ポンプ、エンジンとボイラーの馬力の計算方法、蒸気とは何か、など。

索引と便利な定義。

エンジニア のため
の
計算ハンドブック

H. ホーキンス ME

オーデル＆カンパニー

この作品は 330 ページと 150 枚の図版から構成され、耐久性があり美しい製本で、『ボイラー室の説明書』や『蒸気機関の要理』とスタイルやサイズが統一されており、金色の縁取りとタイトルが付けられ、重量は 28 オンス以上あります。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

15

蒸気機関の練習 $2
「エンジニアは生まれるものであり、作られるものではない、というのはよく言われることです。現在では当たり前になっている大規模な発電機械の設備によって生み出されるポジションに就くために需要があるのは、良書の内容に精通しているだけでなく、苦労して得た実践経験の産物である人々です。」

本書は、長年の実用書への要望に応えるために執筆されました。現在市販されている様々なタイプの蒸気機関の運転方法を解説しています。

十分に、かつ簡潔に議論された主題のリストは次のとおりです。

はじめに、蒸気エンジン、蒸気エンジンに関する歴史的事実、エンジンの基礎、蒸気ピストン、連接棒、偏心器、調速機、材料、製造工程、手入れと管理、水平エンジンまたは垂直エンジンのライニング、ライニングシャフト、バルブ設定、凝縮器、蒸気分離器、空気、ガス、および圧縮エンジン：複合、蒸気エンジンの算術、蒸気エンジンの理論、構造。

また、コーリス、ウェスティングハウスなど、現在稼働している多数のタイプのエンジンについても説明されています。

この本では、船舶、機関車、ガスエンジンについても詳しく取り上げています。

蒸気機関
の新教理問答

N. ホーキンス ME

オーデル＆カンパニー

これはめったに見られない素晴らしい本で、緑の絹の布で美しく装丁され、金色の縁取りと題名が付いています。440 ページ、325 点のイラストが含まれており、サイズは 6 × 8 1 ⁄ 4インチ、重さは 2 ポンドです。

価格、 2ドル、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

16

蒸気機関インジケーター $1
この作品は、蒸気の経済的な使用に関連して、建設および操作技術者、監督者、および蒸気工学の学生が使用するために設計されています。

以下は、この本で最も役立つように定義、図解、および提示されている主題の概要です。

インジケーターの使用準備、動作の低減、インジケーターの配管、インジケーター カードの取得、図、図による蒸気消費量の計算、回転カウンター、図の例、インジケーターの説明、縦座標による測定図、プラニメーター、パンタグラフ、表など。

この著作を思慮深く学ぶ者は、大きな利益を得るでしょう。蒸気機関指示計の使用には、何ら難しいことや謎めいたことなどないことに気づくでしょう。この知識は、知識豊富なすべてのエンジニアにとって不可欠であり、間違いなく高く評価され、昇進やより良い仕事への足がかりとなるでしょう。

蒸気機関計器
に関する実用論文

ホーキンスインジケーター。

この作品はイラスト満載で、美しく製本されており、あらゆる点で高品質の出版物です。

——価格、1.00ドル——

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

17

電話エンジニアリング $1
「電話のABC」は、成長を続けるこの業界に関心を持つすべての人にとって価値のある一冊です。出版社は費用を惜しまず、著者は苦労を重ね、電話に関するこれまでで最も包括的なハンドブックを作り上げました。

• 目次 –

29章

電話装置とその操作; 電話を理解するために必要な音響理論の概略; 電気の原理の概略; 電気量; 通話電話の歴史; マグネット電話のその後の改良; カーボン マイク送信機; 電話装置の回路; 電話装置におけるスイッチ フックとその機能; 交換機と中央局の機器; オペレータのスイッチ キーと電話機; 改良された交換機付属品; 交換機ランプ信号と回路; 多重交換機; ローカル相互接続または多重転送交換機; 交換バッテリー システム; パーティ ラインと選択信号; 専用電話回線とインターコネクト システム; 共通帰路回路; 専用電話回線とインターコネクト システム; フル メタル回路; 大規模専用システムと自動交換機; 電気障害から電話装置を保護するための装置; 電話回線構築の一般条件;電話柱線、電柱線による電線輸送。電話ケーブルとその地中線および電柱線での使用、回線平衡装置、マイクロ電話、無線電話、電話管理に関する有用な定義とヒント。

すぐに参照できるインデックス付き

ホイマンの電話のA・B・C

イラストと図表 を添えた
実践的な論文

1ドル

オーデル＆カンパニー
ニューヨーク

この本は 375 ページ、268 点のイラストと図表を収録しており、黒のベラム布で美しく装丁されており、価格に関係なく非常に優れた本です。

価格、 $1、後払い。

テオ・オーデル＆カンパニー、ニューヨーク、フィフス・アベニュー63番地

ホーキンスの辞書、3.50ドル
この本は機械工学文献の中で最も役に立つ本です。

継続的に参照することで、学生は機械工学とそのさまざまな分野で使用されている単語、用語、句に関する正しい知識を習得することができます。

その最大の価値は、機械業界を代表する人が、自分の仕事で使われる用語の使い方や意味を知らないという言い訳ができなくなることです。

HAWKINS の
機械工学
辞典は、機械工学、職業、科学の分野
で現在または過去に使用されたすべての単語と用語の使用法をわかりやすい言葉で説明し、定義します。

比類のない参考書であり 、学生も専門家も手放すべき、永続的な価値を持つ唯一の一冊です。AからZまで網羅。強く推奨します。

ホーキンスの機械辞典

言葉、データ、フレーズ の百科
事典

704ページ、美しい製本、送料込み3.50ドル。ご満足いただけること間違いなしです。

転写者メモ:

明らかな誤植を除き、元のスペル、ハイフネーション、アクセント、句読点は保持されています。

序文に続いて、転記者によって目次が追加されました。

索引項目「Evans, Robt., 11.」を「Evans, Oliver, viii.」に修正しました。

「煙突と通風」の章の 12 段落目: 「
… 加熱面 45 平方フィートに対して、約 1 平方フィートの加熱面を有する。」
これは次のように変更されました:
「… 加熱面 45 平方フィートに対して、約 1 平方フィートの火格子面積を有する。」

図 32 および索引の「6 インチ煙道ボイラー」への参照は「6 本の煙道ボイラー」を意味している可能性があり、これらのインスタンスは変更されていません。

「炉の化学」の章の冒頭段落には、物質名に関する明らかな誤植がいくつか見られます。これらは印刷されたまま残されており、以下のとおりです。

ナフタリン 印刷上の エラー のために ナフタレン
アリザリン 「 「 「 アリザリン
トルジン 「 「 「 トルイジン
アントラシン 「 「 「 アントラセン
トルチェス 「 「 「 トルエン
サッカリン 「 「 「 サッカリン

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「ボイラー室の格言と指示」の終了 ***
《完》