محرك مضخة بخارية لمنجم تشابين

محرك مضخة البخار لمنجم تشابين ، المعروف أيضًا باسم مضخة كورنيش ، هو مضخة تعمل بالبخار تقع عند زاوية شارع كينت وشارع كيمبرلي في آيرون ماونتن، ميشيغان ، الولايات المتحدة. وهو أكبر محرك بخاري ترددي تم بناؤه في الولايات المتحدة على الإطلاق. ^{[ 3 ]} أُدرج في السجل الوطني للأماكن التاريخية عام 1981، ^{[ 1 ]} وصُنِّف موقعًا تاريخيًا لولاية ميشيغان عام 1958. ^{[ 2 ]}

اكتُشف خام الحديد في منطقة جبل الحديد الحالية عام 1878. ^{[ 2 ]} كان التطور سريعًا: تم تخطيط جبل الحديد عام 1879، وتأسست شركة تشابين للتعدين في العام نفسه. أثبت منجم تشابين أنه الأكثر إنتاجية في سلسلة جبال مينوميني، ^{[ 2 ]} لكن جزءًا من جسم الخام كان يقع تحت مستنقع من أشجار الأرز، ^{[ 4 ]} مما جعل تسرب المياه مشكلة مستمرة. استُخدمت مضخات أرضية في البداية، ولكن مع ازدياد عمق البئر، تفاقمت المشاكل. ^{[ 4 ]} في عام 1889، وبعد عدد من الحوادث، كلّفت شركة التعدين شركة إي بي أليس من ميلووكي، ويسكونسن (التي تُعرف الآن باسم أليس-تشالمرز ) بتصنيع مضخة مياه. ^{[ 4 ]} صمّم كبير مهندسي الشركة، إدوين ب. رينولدز، " مضخة كورنيش " مشابهة لتلك المستخدمة في مناجم القصدير في كورنوال، إنجلترا . ^{[ 2 ]}

قامت الشركة ببناء المضخة في الفترة ما بين عامي 1890 و1891، ثم تم تركيبها في بئر "D" التابع لمنجم تشابين. وُضع محرك المضخة على السطح بالقرب من غلاية، لتقليل فقد الكفاءة في نقل البخار ومنع تلف المحرك في حالة إيقاف التشغيل الطارئ. ^{[ 5 ]} وُضعت المضخة في مبنى ضخم من الحجر الرملي الأحمر، بارتفاع 18 مترًا (60 قدمًا) ، وقاعدة أبعادها 11 مترًا (36 قدمًا ) × 13 مترًا (42 قدمًا) ، مع أساسات بسماكة 7 أمتار (23 قدمًا) . ^{[ 6 ]} بلغت تكلفة المضخة وحدها 82,000 دولار، بينما قُدّرت تكلفة التركيب بالكامل بنحو 250,000 دولار. ^{[ 4 ]} بدأت المضخة العمل في 3 يناير 1893. ^{[ 2 ]}    

تسبب انزياح تحت الأرض عام 1896 في اختلال محاذاة المحرك، ^{[ 2 ]} وتسببت انزياحات أخرى في تشقق مبنى المحرك والأرض المحيطة به. ^{[ 6 ]} وفي عام 1899، تم تفكيك محرك الضخ وتخزينه. ^{[ 6 ]}

في غضون ذلك، كانت شركة تشابين للتعدين تتوسع. ففي عام ١٨٩٤، استحوذت على منجمي هاميلتون ولودينغتون المجاورين، واللذين كانا مهجورين بسبب مشاكل الفيضانات. ^{[ ٦ ]} قامت تشابين بتجفيف المناجم الأخرى وأنشأت وصلات تحت الأرض مع منجم تشابين. ^{[ ٦ ]} وفي عام ١٩٠١، اشترت شركة أوليفر لتعدين الحديد، وهي شركة تابعة لشركة يو إس ستيل ، شركة تشابين للتعدين. ^{[ ٦ ]} وفي عام ١٩٠٧، أعادت أوليفر تجميع محرك الضخ ونقلته إلى موقعه الحالي بالقرب من موقع بئر "ج" في منجم لودينغتون. ^{[ ٢ ]} وقامت ببناء مبنى من الصفيح المموج على أساس من الحجر الرملي الأحمر لإيواء محرك الضخ. ^{[ ٦ ]} وقد خدمت المضخة الاحتياجات المشتركة لمناجم تشابين ولودينغتون وهاميلتون حتى عام ١٩١٤، عندما تم استبدالها بمضخات كهربائية. ^{[ ٢ ]}

بحلول وقت إغلاق منجم تشابين عام ١٩٣٢، كان قد أنتج أكثر من ٢٧ مليون طن من خام الحديد، وهو أعلى إنتاج في منطقة مينوميني للحديد. ^{[ ٤ ]} بعد ذلك بعامين، تبرعت شركة أوليفر لتعدين الحديد بمحرك مضخة البخار الخاص بمنجم تشابين لمقاطعة ديكنسون باعتباره "معلمًا تاريخيًا للسياح". ^{[ ٤ ]} قامت المقاطعة بهدم المبنى الذي كان يضم محرك الضخ، وقامت بطلاء المحرك لجعله أكثر جاذبية للسياح. ^{[ ٦ ]} كاد المحرك أن يُتلف خلال الحرب العالمية الثانية بسبب محتواه المعدني، وبالفعل تم تفكيك هيكل عمود الدوران الفولاذي المجاور، ^{[ ٦ ]} لكن مشاعر السكان المحليين أنقذت محرك الضخ. ^{[ ٧ ]}

في عام 1978، سلمت المقاطعة الموقع إلى مؤسسة مينوميني رينج التاريخية، ^{[ 6 ]} التي شيدت متحفًا حوله في الفترة 1982-1983. ^{[ 4 ]} وقد صُنِّف الموقع كموقع تاريخي لولاية ميشيغان في عام 1958، ^{[ 2 ]} وأُدرج في السجل الوطني للأماكن التاريخية في عام 1981. ^{[ 1 ]} وفي عام 1987، صنّفت الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين المضخة كمعلم تاريخي وطني للهندسة الميكانيكية . ^{[ 4 ]}

يضم المتحف الذي يحتوي على المضخة، والمعروف باسم متحف محركات الضخ والتعدين في كورنيش، مجموعة متنوعة من معدات التعدين المستخدمة في مناجم الحديد المحلية؛ والمتحف مفتوح للجمهور. ^{[ 8 ]}

• 
  بئر تشابين منجم D، الموقع الأصلي لمضخة كورنيش، حوالي عام 1900
• 
  منجم لودينغتون، عمود C، تركيب مضخة كورنيش حوالي عام 1909
• 
  محرك ضخ حوالي عام 1950
• 
  متحف التعدين، 2019

محرك مضخة البخار في منجم تشابين هو محرك بخاري مركب رأسي مزدوج. ^{[ 9 ]} عند سرعته القصوى البالغة 10 دورات في الدقيقة، كان ينتج أكثر من 1200 حصان (890 كيلوواط) ، ^{[ 3 ]} وكان يحتاج أثناء التشغيل إلى 11000 طن قصير (10000 طن متري) من الفحم سنويًا. ^{[ 5 ]} يبلغ ارتفاعه 54 قدمًا (16 مترًا) ^{[ 2 ]} ، ويبلغ قطر دولاب الموازنة 40 قدمًا (12 مترًا) ، ويزن 164 طنًا قصيرًا (149 طنًا متريًا) . ^{[ 10 ]} يبلغ وزن المحرك بالكامل 600 طن قصير (540 طنًا متريًا) . يبلغ قطر عمود الدوران 24 بوصة (61 سم) ، ويبلغ قطر بخار الضغط العالي 50 بوصة (130 سم) وبخار الضغط المنخفض 100 بوصة (250 سم) ، ويبلغ شوط كل منهما 10 أقدام (3.0 متر) . ^{[ 10 ]}          

في موقع بئر لودينغتون "ج"، تم توصيل محرك الضخ عبر عمود قطره 18 سم (7 بوصات) ^{[ 11 ]} بسلسلة من ثماني مضخات، أعمقها على عمق 460 مترًا (1500 قدم) تحت سطح الأرض ^{[ 2 ]} (في موقع بئر تشابين "د" الأصلي، كان العمق 180 مترًا (600 قدم) فقط ). ^{[ 6 ]} تحتوي كل مضخة على مكابس قطرها 71 سم (28 بوصة) وشوطها 3 أمتار (10 أقدام) . ^{[ 10 ]} يتم ضخ الماء بواسطة كل مضخة عبر أنبوب رأسي إلى خزان تصريف أسفل المضخة التالية مباشرةً في السلسلة، وبالتالي يتم نقله على ثماني مراحل إلى السطح. ^{[ 11 ]} تبلغ السعة الإجمالية لنظام الضخ 13000 لتر (3400 جالون أمريكي ) في الدقيقة. ^{[ 2 ]}      

على الرغم من أن محرك مضخة البخار لمنجم تشابين يُعرف شعبياً باسم "المضخة الكورنيشية"، إلا أنه ليس محركاً كورنيشياً في الواقع ، إذ يفتقر إلى الأجزاء الدوارة (ذراع التوصيل، والعمود المرفقي، وعجلة الموازنة) الموجودة في محرك تشابين. ^{[ 6 ]} بل إن الاسم مشتق من التشابه بين محرك تشابين والمحركات المستخدمة في مناجم القصدير في كورنوال في القرن التاسع عشر. ^{[ 5 ]}

• متحف محركات الضخ والتعدين في كورنيش - مؤسسة مينوميني رينج التاريخية