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風車の技術と歴史

風車の技術と歴史. History and Technology of Windmills 第４回　５／１４ 産業革命 --- 風車、水車、蒸気機関の変遷. 講義内容　 URL http://www.eureka.tu.chiba-u.jp. ○ 概要説明 ○風車の起源と発達 ○風車の種類と構造 ○イギリス風車とオランダ風車 ○産業革命 --- 風車、水車、蒸気機関の変遷 ○ Miller さんと風車 　 ○絵画や映画の中の風車 ○日本の揚水風車の利用と発展 ○ランドマーク、町興しとしての風車 ○発電用風車の原理と構造

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風車の技術と歴史

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Presentation Transcript

  1. 風車の技術と歴史 History and Technology of Windmills 第４回　５／１４ 産業革命---風車、水車、蒸気機関の変遷

  2. 講義内容　URLhttp://www.eureka.tu.chiba-u.jp • ○概要説明 • ○風車の起源と発達 • ○風車の種類と構造 • ○イギリス風車とオランダ風車 • ○産業革命---風車、水車、蒸気機関の変遷 • ○Millerさんと風車 　 • ○絵画や映画の中の風車 • ○日本の揚水風車の利用と発展 • ○ランドマーク、町興しとしての風車 • ○発電用風車の原理と構造 • ○世界のウインドファームと立地 • ○風力エネルギー導入施策とエネルギー環境ビジネス • ○市民風車の胎動 • ○風力発電の将来WindForce12 • ○国内外のウインドファームの見学 • ○イギリス・オランダ・スペイン・アメリカ・デンマーク・ドイツの風車の旅　 • ○課題の作成

  3. 早速、ミッションとしてGWでの風車見学 をお願いした。 その結果、多くの風車の見学の報告書が提出されたが、その中から発表していただいた風車について、以下に掲げる。

  4. 船橋・アンデルセン公園のデンマーク風車「シスターミューレン船橋・アンデルセン公園のデンマーク風車「シスターミューレン 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　小島俊輔

  5. 船橋・アンデルセン公園のデンマーク風車「シスターミューレン船橋・アンデルセン公園のデンマーク風車「シスターミューレン 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　関　郁子

  6. 佐倉ふるさと広場のオランダ風車「リーフデ」佐倉ふるさと広場のオランダ風車「リーフデ」 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高橋信行

  7. 佐倉ふるさと広場のオランダ風車「リーフデ」佐倉ふるさと広場のオランダ風車「リーフデ」 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高橋信行

  8. 地元の風車見学・・ ☆TEPCOの風車は市原に 　　　　　　　　　　　　　　　　　　斉藤政一

  9. 地元の風車見学・・ ☆TEPCOの風車は市原に 　　　　　　　　　　　　　　　　　　斉藤政一

  10. 地元の風車見学・・ 千葉で最新の三井 造船の風車　　　　　　　　　　　斉藤政一

  11. 実家の神戸のダリウス風車 　　　　　　　　　　　　　　諌山太輔

  12. 産業革命・・・　歴史を通して学ぶ • イギリス（18c) 　　　産業革命（動力革命）　⇒　社会変革 　　　・　水車・風車（自然エネルギー）＆家畜動力 　　　　　　　　　　　↓ ↓ 　 　・　蒸気機関(化石エネルギー（石炭）) • 現在は・・・　　 　 　大量生産・大量消費「効率の世界観」 　　　　　　　　　　　↓ ↓ 　「環境の世界観」へのエポック　　　　<エネルギー革命>

  13. 産業革命の背景と条件成立 • 産業革命の時代 　　イギリスのジョージアン（1714～1830年、ジョージ王、 George I、II、III、IV） 　ビクトリアン（Victoria女王）の時代 • まずイギリスで産業革命起こった原因 　　制海権（17cスペインとオランダ、 18cフランス） 　　三角貿易（原材料、労働力、市場） 　　国内事情（工場制手工業（マニュファクチャア）の発達、 　　　　　大資本家による資本主義の成立、農地の囲い込みに　　　よる農業資本化、農民の都会へ流入、労働力の提供）

  14. 産業革命のフロー • 国内（羊毛、毛織物） 　　⇒インド産の綿織物（東インド会社）、 　　　カリブ海諸島からの綿花・木綿工業（奴隷貿易） • 動力源 18世紀初めNewcomen(1663-1729)が蒸気力によるポンプ 、James Watt（1736-1819）の蒸気機関（1769年） • 影響 　　⇒⇒紡績・織布・動力の諸部門における発明は木綿工業を繁栄させ、資本家は多数の労働者を 雇用して機械による大工場の経営にのりだした。 　　⇒⇒⇒機械を製造する機械工業、機械の原料である鉄を精錬する鉄工業、鉄の溶解や蒸気機関の燃料に必要な石炭の採掘など、多の工業部門も飛躍的な発達をとげた。

  15. four GEORGE I, II, III, and IV GEORGE II (r. 1727-60) GEORGE I (r. 1714-27) GEORGE III (r. 1760-1820) GEORGE IV (r. 1820-30)

  16. Queen VICTORIA (r. 1837-1901) WILLIAM IV (r. 1830-37)

  17. Newcomen機関 1736-1819

  18. CornishのWatt(ビーム)機関 Dartmouthのニューコメン機関 Land’sEndの鉱山ニューコメン機関

  19. 産業革命での連鎖反応 先駆的発明＝織布作業機 ジョン・ケイによる飛び杼（ひ）の発明(1730年代) 　　織布の生産性向上　⇒　糸不足　⇒　紡績機械の発明を促す ハーグリーヴスのジェニー紡績機（家内工業） 　　これまでの家内工場で十分だった ↓ リチャード・アークライト （1769年特許） 　　水力による定地式工場（工場制） の利用によって生産力増強 ↓ クロンプトンのミュール紡績機 (1779年特許) 紡績部門の優位（生産過剰） ↓ 織布部門の改良 カーライトの力織機(1785年特許) ワットの蒸気機関を使用

  20. Arkwright, Sir Richard. 1732-1792.

  21. 蒸気機関の普及 • 1712年にトーマス・ニューコメンが開発した大気圧機関は、広く使われていたが、高さは10ｍもあった。 • 1775年から1800年の間に、ランカシャーには蒸気機関が221台あった。その用途： 　　　　　紡績工場 　93台 　　　　　炭坑 　　30台 　　　　　金属工場 　28台 　　　　　銅山 　　22台 　　　　　運河 　　18台 　　　　　ビール工場 　17台 　　　　　水道 　　13台

  22. 　　 　　　　　綿工業 ↓ 蒸気機関 ↓ コークス製鉄法 ↓ 交通・運輸 ↓ 都市型工業 都市生活 農業の変革 労働者の成立 ＝ 単純労働 資本家の隆盛 ＝ 近代的労働管理 資本主義的工業社会

  23. 交通・運輸機関の発達 • 大規模な機械工業が発達すると、大量の原料・製品・鉄鉱石・石炭などをできるだけ速く輸送するため、交通機関の改良がうまれた。18世紀後半には国内の輸送路として運河網が形成されたが、19世紀に入ると鉄道がこれにかわった。 • George Stephenson（1781-1848）が1814年に蒸気機関車をつくり、これ が実用化されて以来、公共の陸上輸送機関として鉄道が普及した。 • 1807年にアメリカ人フルトン（Fulton、1765-1815）が試作した蒸気船は河川や海上における運輸・交通に新時代をもたらした。 • こうして１９世紀は交通・運輸の一大変革（交通革命）がおこり、世界各地を結ぶ産業・貿易・文化の交流に貢献した。

  24. 産業革命の影響 • こうして鉄の使用が必須となり、木炭による製鉄では、森林資源の枯渇を導き、石炭・コークスによる製鋼がはじまった。その当時、銑鉄1ｔに石炭が10ｔ必要であった。 • ベッセマー転炉が開発され、石炭鉱業も産業化し、製鉄工業は進歩し、その動力源も風車や水車から蒸気機関、内燃機関へ代替されるようになった。 • また、労働スタイルの変化、工場労働、労働時間、作業工程の管理が行われるようになった。多くの面でライフスタイルの変化が起こった。

  25. 産業革命の波及・産業革命による社会的変革 • 　「世界の工場」と呼ばれるようになり、機械による工場生産、資本主義体制が確立した。 • 　一方で、人口の都市への集中、労働者・労働問題・社会問題などの新たな問題を呈した。

  26. IKBを知っている？　(ＢＢＣ・２位） • ブルネル大学は、Isambard Kingdom Brunel（1806‐1859）という ビクトリア時代の著名な土木・機械技術者の名前を冠する国立大学である。 • Brunelは、Thames河の地下トンネル、BristolのClifton吊り橋、London-Bristolを結ぶGreat Western 鉄道、ReadingのThamesを渡る鉄道橋、LondonのPaddington駅、Saltashの鉄道橋、三つの蒸気船Great Western、Great Britain、Great Eastern、さらにBrunel遠心調速機なども設計した。 「技術史研究」－ヴィクトリア時代のエンジニア　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（後期・金曜・5時限）

  27. Brunel University Marc Brunel (1769-1849) Isambard Kingdom Brunel (1806-1859)

  28. 以下のページは、風車の発展、進化の様子を示している。風車での風速・風向制御機構、発展してガバナーによるテンタリング、それは、J．Wattの蒸気機関にも応用された。風車は、大型化し、蒸気機関と対抗した時期もあった。しかし、産業革命は風車より強力な蒸気機関を選択し、風車は動力機械としての役割を終えたのであった。以下のページは、風車の発展、進化の様子を示している。風車での風速・風向制御機構、発展してガバナーによるテンタリング、それは、J．Wattの蒸気機関にも応用された。風車は、大型化し、蒸気機関と対抗した時期もあった。しかし、産業革命は風車より強力な蒸気機関を選択し、風車は動力機械としての役割を終えたのであった。

  29. オランダ風車とイギリス風車の違い オランダ風車 イギリス風車

  30. ■風車との出会い・・・ロンドン、1994年 • . ロンドン市内南部・クロイドンの風車

  31. ■ジェームズ・ワット・・・蒸気機関へガバナー　　　　　　　　　　　（遠心調速機）を利用）■ジェームズ・ワット・・・蒸気機関へガバナー　　　　　　　　　　　（遠心調速機）を利用） • . JamesWatt(1736‐1819） Ｊ.Ｗａｔｔの蒸気機関

  32. 粉ひき風車の自動化（回転制御／ガバナー）

  33. テンタリング・・・すきま調整

  34. ■　ファンテイル（Fantail／後翼）による 　　　　　　　　　　　　　　　　　主翼の回転 　　　　　　イギリス風車の特徴

  35. 粉ひき風車の発展 ポストミル（箱型風車）　　　　　　　　　　スモックミル タワーミル（塔型風車）

  36. Post mill（箱型風車） Brill mill (Buckinghamshire)

  37. Post mill

  38. Smock mill Crownbrook Union mill (Kent) Upminster mill (London)、Sandwich White mill (Kent)、Rottingdean (Sussex)

  39. Smock mill

  40. Windmillの内部

  41. Edmond Leeが1745年に特許取得したfantail

  42. Smock mill Meadが考えたセイルに帆を張る自動装置1787

  43. Smock mill 遠心調速機で自動化したテンタリング装置

  44. 自動テンタリング装置の実例

  45. Millstone & millers

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