一般動力機関

蒸気機関その他の動力


 

蒸気機関


 蒸気機関とは燃料の燃焼によって水を水蒸気に変え、その圧力を利用して動力を得る熱機関のことを言います。燃料は何でもよいのですが、現在のエルモア地方では石炭が主流です。一部では油を燃やすこともありますが、これはあまり一般的ではありません。
 蒸気機関の構造はシンプルで製造しやすいのですが、高圧蒸気機関が登場してからは爆発の危険をともなうようになったので、船や工場などで使用する大型のものは専任の機関士が運転するようになっています。だいたい1年につき数十件くらいの爆発事故が報告されているようです。このような危険に加えて、石炭をくべる火夫や大量の燃料と水を携行する必要があるため、霊子機関に比べて手間のかかる動力機関だといえます。もっとも、これらを改良する試みはなされており、自動給炭機や自動給水機といったものも存在します。


・歴史
 最初の蒸気機関は聖暦650年に誕生しました。蒸気機関はもともと、採掘した石炭の運搬や鉱山の排水ポンプの動力といった用途で開発されたものです。これらは人や家畜が行う仕事だったのですが、現在ではほとんどが蒸気機関や霊子機関に置き換わっています。他にも列車や船など交通機関の動力、伐採した材木の運搬、製粉工場や織物工場など、工業を主とする多方面の分野で利用されるようになりました。

・転換点
 しかし、聖暦732年に霊子機関が実用化されると、蒸気機関の不動の地位が脅かされるようになりました。単純に出力という点を考えるのであれば、特に霊子機関に劣るものではありませんが、運用面や機関そのものの性質といった点で確実に優位をあけわたしているのです。まず第一に、出力を高めようとするほど爆発事故の危険性が増えるということがあります。霊子機関は爆発することがないため、整備以外に技術者を必要としません。また、霊子機関と違ってすぐに作動させることはできず、事前に暖気運転を行わなければならないことでも劣ります。エンジンの規模にもよりますが、通常は10分以上の時間が必要となります。それから石炭や石油といった燃料は、その燃焼に伴って煤塵やガスを発生するという問題を抱えています。何より蒸気機関の弱点として小型化が難しく、その運用には多量の燃料と水が必要とされることから、霊子機関への転換がなされることもしばしばです。

・現状
 とはいえ、他の化石燃料や霊子物質よりも埋蔵量が豊富で経済的であるという理由から、石炭を燃やして動力を得る蒸気機関はまだまだ使用され続けることになりそうです。小型化に向かないことは明らかなのですから、小型の交通機関などの分野は霊子機関に明け渡して、今後は出力に比重を置いた用法が主体となるでしょう。エネルギー効率や安全対策についての研究は現在も進んでおり、今後はより安全で出力の高い蒸気機関が世の中に登場するはずです。


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その他の動力


○古い動力

 古くから動力源として使用されているものに、風力や水力といったものがあります。これらは現実世界と同様、風車や水車といった機構によって動力に変えられ、産業や日常生活に利用されてきました。今現在でもこれらは活用されており、製粉や揚水といった用途はもちろん、都市にある工場などでも十分に役立っています。
 しかし、これらは出力で蒸気機関に勝つことはできませんし、もちろん乗用機関に利用できるものでもありません。また、水力に頼るしかなかった時代の工場は川縁にしか作れなかったのですが、蒸気機関であれば立地問題も解決し、都市の内部にも工場を建設することが可能です。こういった理由から、現在は田舎では主要な動力源ではあっても、都市ではあくまでも補助的な機関としての位置づけでしかなくなっています。


○内燃機関

・発想
 燃料を燃やし、ピストンを化学的燃焼のエネルギーで直に動かすのが内燃機関の機構です。これにより、大型のボイラーは不要になり、ボイラーや水を沸点に上げる際の熱損失もなくなるといった利点があります。また、蒸気圧が高まるのを待つ必要もなくなるので、蒸気機関の弱点を補ったエンジンができることは間違いありません。
 しかし、実際にこれと同じ特性を持つ霊子機関が存在するため、内燃機関の研究というのはあまり積極的には行われていません。しかし、霊子機関の研究が閉塞しているのも事実であり、新しいエンジンの開発に期待をかける者も皆無ではないのです。

・燃料の選別
 内燃機関では木片や石炭をそのままシリンダーに突っ込むわけにはゆきませんから、可燃性の蒸気となる燃料が必要となります。そのため、ガスか常温で容易に蒸発してガスになる液体が求められるわけです。
 現在の研究者たちは、ガス燈の燃料である石炭ガスの利用を検討しており、実際に試作もしています。しかし、これは現在ある動力機関に比べると遙かに出力の低いもので、まったく実用のものとはなっていません。これから適した燃料を見つけだし、現在あるエンジンのレベルに追いつくには、少なくとも20年以上の時間がかかるでしょう。これは、エルモア地方では石油があまり使われていないという状況も影響してのことです。


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