C51の煙突を化粧煙突、化粧煙突(高)、パイプ煙突、パイプ煙突(裾なし)に分類した。戦前には傾斜煙突、二重煙突など特殊な煙突も存在したが、試験的な要素が高く後に復旧した。

パイプ煙突のC51
 C51にとって優雅な化粧煙突からパイプ煙突への交換は屈辱的なことであるが、その換装は戦前から行われており、鋳物製の化粧煙突の焼損しやすいという欠点があったのかもしれない。
 パイプ煙突には2種類あり鋳物性の裾を持つものと持たないものがあり、確認されただけで80両にのぼります。
 パイプ煙突に換装が確認されたC51は以下のとおりである。
 機号 形態 換装時期 配置区
 C511 裾無 1955年頃 豊岡
 C512 裾無 1955年頃 豊岡
 C515 裾有 戦前?  姫路
 C516  詳細不明 
 C517 裾有 1935年頃 姫路
 C5116 ? 1954年以前
 C5118 裾有 不明 豊岡 都城時代に化粧煙突に戻る
 C5120 裾有 1955年以降 早岐
 C5123 裾有 1959年頃 豊岡
 C5127 裾有 不明 亀山
 C5129 裾有 1950年以前 亀山、室蘭
 C5132 裾有 1951年以前 亀山、米子
 C5136 裾有 1959年以前 山田
 C5143 裾無 1960年以前 早岐
 C5145 裾無 1957年以前 豊岡
 C5151 裾無 1960年以前 豊岡
 C5152 裾無 1962年2月〜10月以前
 C5155 裾有 1957年11月〜1960年8月 福島、新津
 C5160 裾無 1959年4月〜1960年1月 亀山
 C5163 裾有 1959年以前 山田
 C5164 裾無 1961年以前 山田
 C5166 裾無 1955年以前 亀山、山田
 C5167 裾有 1957年以前 亀山
 C5168 不明 1960年以前 早岐
 C5169 裾有 1955年11月〜1959年8月 早岐
 C5170 裾有 1960年以前 早岐
 C5171 裾有 1959年4月以前 早岐
 C5174 裾無 1958年以前 鹿児島
 C5175 裾有 1960年以前 早岐
 C5176 裾有 1960年以前 早岐
 C5177 裾有 1960年以前 早岐
 C5187 裾有 1956年2月〜1960年3月 吉松 
 C5191 裾有 1958年以前
 C5192 裾有 1959年以前
 C5193 裾有 1959年以前 
 C5194 裾有 1962年以前 
 C5199 裾有 1953年4月〜1954年9月 山田   
 C51101 裾有 1956年以前
 C51106 裾有
 C51107 裾有 1959年以前
 C51114 裾無 1959年3月〜1960年4月 奈良
 C51115 裾無 1954年以前 豊岡 集煙装置取付
 C51120 裾無 1955年以前
 C51122 裾無? 1954年10月〜1956年8月 米子
 C51124 裾無 1955年以前 米子
 C51125 裾有 1938年以前 宮原
 C51126 裾無 1955年以前 米子
 C51127 裾有 1957年以前 米子
 C51134 裾有 1959年以前 奈良
 C51136 裾有 1953年以前 都城
 C51142 裾無 1960年以前 吉松
 C51148 裾無 1960年以降 亀山
 C51149 裾有 1960年3月〜1963年2月 新津
 C51153 裾無 1955年以前 豊岡
 C51164 裾無 1960年1月〜1963年3月 亀山
 C51166 裾無 1959年7月以前
 C51176 裾有 1959年以前
 C51177 裾有 1959年以前
 C51198 不明 1955年以前
 C51204 裾有 1959年7月以前
 C51206 裾無 1958年6月〜1961年4月
 C51209 裾有 1959年以前
 C51211 裾有
 C51220 ? 1955年以降
 C51221 裾有 1960年以前
 C51222 裾無
 C51236 裾有 1955年〜1958年
 C51237 裾無 1959年〜1961年
 C51242 裾有
 C51249 裾有 1957年11月以前
 C51250 裾有 
 C51251 裾有 1959年以前
 C51252 裾有
 C51256 裾有 1955年〜1957年
 C51258 裾有 1953年〜1960年3月
 C51259 裾無 1955年〜1960年
 C51260 裾有 
 C51261 裾有 1959年以前
 C51267 裾無 1958年以前
 C51268 裾無 
 C51270 裾有 1959年以前、集煙装置撤去後 
 C51271 裾無 1955年〜1960
 C51274 裾無 1959年以前
 C51282 裾有 
 C51289 裾無 1957年以前 豊岡

集煙装置
 写真より集煙装置を取り付けられたことが確認できるC51は8両である。
戦後標準装備となった給水温め器は煙の経路の邪魔になるためか煙室に落とし込む改造を加えられている。
配置区は豊岡に集中することから生野トンネル越えに対処したものと思われる。
これらの集煙装置は敦賀式に準拠した初期の後藤工場タイプである。
 C5123 集煙装置装備→パイプ煙突に換装
 C51103 集煙装置装備→廃車
 C51105 集煙装置装備→廃車
 C51115 集煙装置装備→廃車
 C51227 集煙装置装備→パイプ煙突に換装
 C51269 集煙装置装備→廃車
 C51270 集煙装置装備→パイプ煙突に換装
 C51278 集煙装置装備→廃車

このほかに、豊岡配置後に酒田に移動したC5151は給水温め器の落し込み改造が行われており、集煙装置を取り付けていたかもしれない。C5117に取り付けたという記事もある。

化粧煙突(高)
高い鋳物製化粧煙突を装備したものとして以下の10両が判明している。
郡山工場に関係する車輌が多い。
 C51 3
 C51 12
 C51 15
 C51 42?
 C51 50 2本煙突より換装
 C51 53
 C51 84
 C51167
 C51171 1960年以前に普通の化粧煙突に換装
 C51217 1960年以前に普通の化粧煙突に換装

傾斜煙突
 排煙を気流に沿わせて後方に導くことを目的に名鉄局のC51270で1929年に実施された。煙突の中心線を後方に27.5度傾斜させたもので、排煙が運転室屋根に導かれ、前方の視界が良好になり、煙室内のシンダーの補足も良好になったため、1931年にC5178(大里)、C51121(仙台)、C51182(白河)、C51192(盛岡)?が改造された。
 改造されていた期間はそれほど長くなかったようで、C51270は昭和5〜6年に笹島で行われた車両展示会では化粧煙突に戻っていた。C51121は昭和10年(1935年)頃まで装備されていることが写真に残っているが昭和12年(1937年)の写真では化粧煙突、給水温め器が装備される標準型に戻っていた。C5178は施工後すぐに2本煙突に変更され試験を受けているので短期間の装備したことが考えられる。C51182(白河)、C51192(盛岡)は写真すらない。
傾斜煙突は複数作られたのではなく、名鉄局でC51270に取り付けた傾斜煙突が各局に試験用に巡回し、最後にC51121に取り付けられたのではないかと考えられる。

二本煙突
 煙突を2本にして排気出力を弱めてシンダー飛散を軽減することを目的に名鉄局のC51246で1929年に実施された。煙突の中心線の前後に250mmのブラストパイプと内煙突を配して外径を一体化させた。燃焼ガスの接触面積が増大し燃焼性を向上する効果があったため相当の石炭節約があったため、1931年にC5178(大里)、C51143(白河)、C5150(福島)が改造された。
 改造されていた期間はある程度あったようで、C51246は1937年の写真に二本煙突の姿がある。C5178は写真がないが、C51143は昭和10年の写真には化粧煙突に戻っていた。C5150は昭和29年(1954年)頃まで装備された写真が残っている。
二本煙突は複数作られ多様であるが、名鉄局でC51246に取り付けたものが各局に試験用に巡回し、最後にC5150に取り付けられかはわからない。
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