『転生したら弱小領主の嫡男でした！！元アラフィフの戦国サバイバル～時代・技術考証や設定などは完全無視です！～』

第514話 第二次蒸気機関革命 人類にとっては偉大な一歩だ！ 秀政と十益新右衛門（トーマス・ニューコメン）

　天正元年（元亀三年・1572年）　三月十日　肥前国彼杵郡鳥加（そのぎぐんとりか）村　大串鉱山

　技術者で科学技術省大臣の太田和政藤の息子で、小佐々純正の従兄弟でもある太田和秀政は、肥前国彼杵郡の鳥加村にある大串金山で、新たな取り組みをしていた。

　大串金山は銀も産出しているが、純正が領有する前、もっと前の小佐々の家督を継ぐ前から、隠し金山として先代の小佐々純勝が運営していたのだ。

　当時は大村純忠の所領と境を接しており、そのせいで純正が家督を継いだ後に、権益の問題でトラブルがあった。

　その問題は図らずも武力による衝突で解決したのだが、その鉱山において新たな問題が発生している。

　1つは空気、もう1つは水である。

　大串金山にかかわらず領内各鉱山で同様の事案が発生していたが、それは露天掘りから坑道掘りへと移行していた鉱山全てであった。

　小佐々領になる前から採掘していた鉱山は、ほとんどである。

　しかしそのうち、1つ目の空気の循環についてはある程度解決の目処がついている。

　板踏み式や唐箕（とうみ）をつかった送風設備と、溝を板で塞いで粘土で隙間を埋めた通排気口で循環させたのだ。

　これによって坑夫の酸欠問題は解決された。

　残る問題は湧き出てくる地下水の排水であったが、当初は手動のポンプを使って対処をしていた。

　しかし、7年前に父である忠右衛門が製作したポンプでは、大気圧の関係で地下10mまでしか排水できなかったのだ。

　そのため秀政は、3年前に自身が開発した蒸気機関を利用して、なんとか排水が出来ないかと開発研究を行っていた。

　同じく第2回遣欧使節でヨーロッパに留学した十益新右衛門とともに、その開発に余念がない。

　前回の機関とは全く違う構造のものを作り、工夫と改善を加えてもなお、多くの問題があったのだ。

　新右衛門は秀政と同じく工学と物理学、そして数学を専攻していたが、特に秀政が開発した蒸気機関に関心があり、共同研究者として機関の運転や保守を手伝っていた。

　■大串金山　廃坑　蒸気機関実験場

　秀政と新右衛門は水没した廃坑の深部、といっても10mより少し深いところであるが、そこに設置した蒸気機関の点検をしていた。

　秀政は、貯水槽にかける冷水の量を調整するレバーを操作している。新右衛門はボイラーの状態を見ながら、秀政に報告をするのだ。

　①補助ボイラを満水にし、主ボイラーに全体の3分の2の水を入れて、加熱して蒸気を発生させる。

　②レバー・甲を操作して貯水槽・甲に蒸気を送り、中の空気をすべて追い出す。

　吐出し弁・甲が音を立てて排水管が熱を持てば、空気が追い出されたことが分かる。

　③レバー・甲を切り替えて、蒸気を貯水槽・乙に送って、同じように空気を排出する。

　その間に冷却水槽から伸びている蛇口管・甲のレバーを操作して、貯水槽・甲に冷水をかけて蒸気を凝縮する。

　それにより下部の吸い込み管から水が吸い上がり、貯水槽・甲を満たす。

　④貯水槽が冷えるので注水された事がわかる。

　レバー・甲を操作して、貯水槽・甲に蒸気を送り、中の水を蒸気で排水管へ押し上げる。

　時間を要するが、やがて水よりも蒸気が勝って、貯水槽表面が乾いて熱くなり、水が排出されたことが分かる。

　⑤この間、蛇口管のレバーを操作して、他方の貯水槽に冷水をかける。

　これを両方の貯水槽で繰り返せば、滑らかに水をくみ上げることができる。（貯水槽・乙でも甲と同じ手順を行う）

「主機の水面が下がって参りました。補助ボイラーからの給水を要します」

　主ボイラーと補助ボイラーには長短2本の管甲・乙を組み合わせた水面計がある。それを見ていた新右衛門が叫ぶ。

「合点！　連結弁を切り替える」

　新右衛門からの報告を受けて秀政が、弁を操作して補助ボイラーから温水を主機ボイラーに注入する。

「水面が上がってきた。いい感じだ」

　減っていた熱水が徐々に増えていく。

「よし。貯水槽・甲の状況はどうだ？」

　秀政が新右衛門に次々に指示をだす。そして順調に揚水されているようだ。

「合点！　貯水槽・甲は……悪（あ）し（まずい）！　！」

「いかがした？」

　秀政が新右衛門に尋ねる。

「貯水槽・甲の蒸気圧が高すぎるようです！　このままでは配水管が破裂します！」

「なに！　？　すぐにレバーを操作して、蒸気を乙に送れ！」

「すでにしております！　然れど！　……すでに乙もひとはた（満杯）にございます！」

「くそっ！　これは悪（あ）し（まずい）！　ボイラーの火を消せ！」

「合点！　然れど火を消しても、蒸気はすぐには冷めませぬぞ！」

「分きたる（わかっている）！　冷水をかけろ！」

「合点！　……これは！　損ねて（壊れて）おります！　水が、わずかしか出ませぬ！」

「……このままでは、機関が爆（は）ぜるやもしれぬ！」

　秀政は状況の深刻さを感じて叫ぶ。

「これよりは危のうございます！　逃げるより他ありませぬ！」

「然れど、機関を放ってはおけぬ！」

「ではいかがなさるおつもりか！　死ぬるのですか！」

「……」

　秀政は考え込んだ。残り時間はわずかである。

　導火線のような目に見える期限があるわけではない。1時間持つかもしれないが、5分後に破裂するかもしれないのだ。

　秀政の頭のなかには機関の設計図がたたき込まれている。

　その構造と原理を頭に浮かべ、問題点を浮き彫りにし、爆発を防いで機関もそのままの状態で残す方法を考え出す。

　……。

「新右衛門！　聞いてくれ。救う方法を思いついた」

「誠にございますか！　説明はようございます！　いかがいたすのですか？」

　一分一秒を争うのだ。原理がどうこう言っている場合ではない。

「まず、地下水の注水管と排水管の逆止弁を外すのだ！」

「合点！　……外しました！」

「よし！　次に注水管と排水管をつなげるのだ！」

「合点！」

　新右衛門は補修用の苧麻（ちょま）と亜麻でつくられたホースを破いてつなぎ、紐で固く縛った。

「次はいかがしますか！　？」

「よし、レバー・甲で蒸気を止めろ！」

「合点！」

「よし！　最後にボイラの安全弁を開けて、蒸気を外に出せ！」

「合点！」

　……。

　2人はかろうじて、奇跡的に爆発を食い止める事が出来た。しかし多くの問題点と改善点が浮き彫りとなったのだ。

　①高圧の蒸気が必要だが、継ぎ手がその高圧蒸気に耐えられず、爆発の危険性もある。

　②蒸気の圧力不足のため、ポンプはくみ上げる水位面より約9.1m以上の高い位置に設置することができない。

　③ポンプ一体型の蒸気機関のため深い位置に設置する必要があり、さらに故障時には水没してしまい、その都度回収して修復作業が必要である。

　④高圧にさえできれば、ポンプから地表までの高さには理論上の制限はない。

　しかし安全性に問題があるため、それ以上の深さの坑道では、数台を直列につなぐ方が好ましい。

　⑤蒸気が貯水槽に入るたびに、汲み上げた水と貯水槽の加熱のために、熱の大半が失われる。（熱効率が悪い）

　高圧に耐えうる蒸気機関を製造するためには、より高品質の鉄を精製、鋳造する技術を待たなければならなかったのだ。

　とはいっても、まったく役に立たなかった訳では、もちろんない。

　今回の秀政の蒸気機関は連続的に蒸気を発生させ、運動力に変えるという部分においては、3年前のシリンダー型の物より優れていたが、欠点も多かった。

　しかし、地下ではなく、海上や地上で動かすのであれば、そこまで高圧に耐える必要もない。

　事実、噴水への水の供給や部分的な家庭用水の供給などは可能であった。

　また、水車と併用することで効果的に揚水することもできたのだ。

　そして驚くべき事に、極めて限定的で、低速・短距離ではあるが、水上で船舶を駆動させる事に成功した。

　この事実は後日純正を驚かせ、また純正のヒラメキでさらなる革命を起こす事になる。