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特集論文

モーダルシフトに適応した低燃費
高速ロールオン・ロールオフ貨物船
High Efficiency Roll-on Roll-off Cargo Ship
Adapted to MODAL SHIFT Policy
北村徹＊1

寺 田 敬 三＊2

坂 本 利 伸＊4

栗 林 周 平＊5

Tohru Kitamura

森Keizo Terada

Toshinobu Sakamoto

哲

Tetsuya Mori也＊3

Shiyuuhei Kuribayashi

現在トラック主体で行われている幹線輸送を，より低公害で効率的な大量輸送機関である内航海運や鉄道へ転換していくモーダルシフト政策が脚光を浴びる中，当社は高速化と低燃費化という相反する二つの要素を両立させた国内大型高速ロールオン・ロールオフ貨物船（以下，RORO 船と称する)を開発した．
本船は，航海速力 23 kt の高速航行と燃費率に優れた低速ディーゼル主機関採用による経済性向上並びに環境負荷低減，さらには 12 m トレーラシャーシ 160 台／乗用車 251 台の同時積載による輸送効率の向上を実現している．

1．はじめに海時間を 37 時間から 33 時間に４時間短縮するため，従来船に対して約３ kt 増となる航海速力 23.0 kt とい多様化する荷主ニーズに対応しモーダルシフトの推う要求仕様が提示された．その一方で，高速化を図り進を図っていく上で，内航海運業界にとっては，輸送ながらも，従来船６隻に対して新造船４隻での燃料消効率の向上，輸送コストの削減，質の高いサービスの費量を 20 ％以上低減したいとの要求も同時に提示さ提供が不可欠となっている．このような時代の要請にれた．

応えるべく，日本通運(株)と商船三井フェリー(株)が，

図１は，縦軸に載貨重量１ t を運ぶために必要な１

東京〜博多航路においてスペースチャータ方式による日当たりの燃料消費量をとり，本船の省エネに対する共同配船を開始するプロジェクトを計画した．
従来，同航路では，日本通運(株)の RORO コンテナ100船２隻による東京／博多の隔日サービスと，商船三井

Vs 20 ktフェリー(株)の RORO 船４隻による東京／博多のデイ90.1
載貨重量１t・１日当たりの燃料消費量（k ）リーサービスが個別に行われていたが，新サービスは，両社が同型の大型高速 RORO 船４隻を投入することで，物流サービスの拡大を図るというものである．
本船の開発に当たっては，用船社及び船主のRORO 船運航経験に基づく助言を頂きながら，数多くの高速船建造で培った要素技術を生かし，様々な技術課題に取り組んだ．

2．開発

目

Vs 23 kt

標

本船を開発するに当たってのポイントは，高速化による航海時間の短縮及び大型化による貨物積載能力の強化の２点にあり，開発目標として用船社及び船主か

8067 %

166 %

47 %

6060.054.44020

旧船︵6隻合計︶

旧船︵6隻合計︶

ら以下の要求仕様が提示された．
2．1

高速化による航海時間の短縮

図１ 燃料消費量の要求レベル

42.6

新型・︵4隻合計︶

従来船６隻に対して約 20 ％の低減を開発目標としている．

運航ダイヤグラムの検討により，東京〜博多間の航下関造船所船舶・海洋部計画設計課長
下関造船所船舶・海洋部機装設計課主席＊3下関造船所船舶・海洋部計画設計課

78 %

71 %
大型化・減船︵6隻↓4隻︶＊1＊4＊2＊5

技術本部長崎研究所船舶・海洋研究推進室主席
神戸造船所船舶・海洋部計画設計課主席

331

要求仕様のレベルを従来船と比較して示したものであの低減をはじめとした高速・省エネ船型の開発に着手

る．従来船６隻の合計では載貨重量１ t ・１日当たりするとともに，キャビテーションやプロペラ起振力との燃料消費量は約 54 kg であるが，これを３ kt 増速すのバランスに配慮しながらプロペラの性能改善についると約 90 kg と 66 ％も燃費が増加する．この６隻をても取り組んだ．また，燃料消費量の目標達成のため，大型化して４隻に減らしても燃費は約 60 kg となり，船型とプロペラの改善に加えて，機関側でも 10 ％弱従来の６隻よりも若干高いレベルとなる ．これをの燃料消費量の低減を分担することとした．さらに，30 ％近く減らして燃費を約 43 kg のレベルにしようと貨物積載能力の強化のために，幅広船型や車両倉５層いうのが本船の要求仕様である．即ち，従来船と同等を採用して車両搭載スペースを拡大した．の推進性能を有する RORO 船６隻では載貨重量１ t ・本船の主要目を表１に，概略配置図を図２に示す．

1 日当たりの燃料消費量が約 90 kg であるのに対して，

3．1

本船ではこれを約半分の 43 kg にしようというもので本船のような高速船型では船体抵抗，特に造波抵抗ある．
2．2船 型 計 画成分の大小が性能の良否を大きく左右する．したがっ
大型化による貨物積載能力の強化
表１

輸送効率向上及び輸送コスト削減の観点からは，船隊の隻数を減らしながらも，貨物の輸送能力を引き揚全げることが重要である．

幅（m）

166.90（m）

27.00

さ（m）

23.27

載貨重量（t）

深

そこで，従来は全長 110 〜 130 m クラスの RORO コ
ンテナ船２隻と RORO 船４隻の合計６隻であった船長

主要目

約 6 200

総トン数

隊を，隻数は RORO 船４隻に縮小しながらも，全長を 170 m クラスまで大型化することにより，貨物積載員（名）乗組員旅 客

1512

車両搭載（台）12 mシャーシ
乗用車

160251航海速力（kt）

23.0

定能力を重量ベースで約 30 ％増強して貨物輸送能力を約 10 500強化することとなった．

3．開 発 の 概 要
前節で述べた開発目標を達成するために，造波抵抗

主 機 関

三菱 9UEC 52LS E ×１基

最大出力

15 345 kW × 127 min−1

上甲板
NO.2甲板トレーラ倉NO.1甲板
トレーラ／乗用車兼用倉機関室乗用庫倉トレーラ／乗用車倉＊トレーラ／乗用車の輸送台数変動に柔軟に対応可能

B1甲板
B2甲板
B3甲板

パイプダクトの採用＊配管系統のメンテナンス向上＊異種タンク間のパイプ導設廃止（油漏れによる海洋汚染防止）

フィンスタビライザの採用＊船体横揺の低減（貨物の保護）

ピラーレス トレーラ倉採用＊荷役効率の向状

トレーラ／乗用車

トレーラ／乗用車

上り

船尾舷側ランプ＊上層へのアクセスランプとして使用することによりトレーラの優先荷役が可能

幅広８レーン船型の採用＊高復原性によるバラスト水最小化＊余裕あるトレーラ旋回スペース＊倉内積付効率の向上

図２

概略配置図

船首舷側ランプ＊下層へのアクセスランプとして使用することにより乗用車の優先荷役が可能

乗込甲板ランプウェイ直線配置＊倉内積付効率の向上＊操車性能の向上

本船の車両区画配置のコンセプトを示す．
三菱重工技報 Vol.41 No.6（2004-11）

332
片燃料弁カット作動状態
No.1 CYL.

No.2 CYL.

機関上に配置
操作不要

燃料弁カット用
自動遮断弁作動
燃料弁カット

燃料入口燃料弁カット
自動制御箱

No.3 CYL.

燃料弁カット用
空気圧信号ライン

燃料ポンプ

燃料ポンプ

全体制御信号ライン

燃料ポンプ

機関制御室

燃料主菅
出力・回転数信号・他，制御に必要な信号

全体制御箱
（自動）

図３ CFD の計算例

RORO 船型の造波現象の推定結果を示す．

図４ 燃料噴射弁自動カットシステム概念図

各シリンダの片方の燃料弁が 90 秒毎に交互にカットされる．て，船型の開発に当たっては，近年急速に発達してい加し，シリンダ内における燃焼状態が向上するため，るコンピュータによる数値流体力学 CFD低負荷運転においても燃費が改善されることになる．

（Computational Fluid Dynamics)を活用して船体抵3．3 配 置 計 画抗の最小化に取り組んだ．図３に CFD の計算例とし

図２に示す通り，本船の車両搭載区画は 5 層あり，て，造波現象の推定結果を示す．

乗込甲板である No.1 甲板及びその直上の No.2 甲板を船型計画では，まず，船の長さ，幅，浮心位置等のトレーラ倉としている．乗込甲板直下の B1 甲板をト主要目を種々変更して CFD のシリーズ計算を行い，レーラ／乗用車兼用倉，さらにその下層の B2 甲板及船体抵抗が最小となる船型を調査し，その船型に対しび B3 甲板を乗用車専用倉としている．て船首形状及び船尾形状の最適化を行って候補船型を選定した．最終的には，数ケースの候補船型で模型試験を実施し，性能を評価して採用船型を決定した．
3．2

主機関の燃費低減対策

乗込甲板である No.1 甲板への乗り込みは，船首舷側ランプ及び船尾舷側ランプから行う．
船首舷側ランプを乗込甲板より下層への専用ランプとして，船尾舷側ランプを乗込甲板より上層への専用

本船のような高速船ではカーフェリー等に搭載されランプとして使用することで，船首ランプでは乗用車ている中速ディーゼル主機関を搭載するのが通常であの優先荷役が，船尾ランプではトレーラの優先荷役がるが，機関室周辺の配置を合理化して燃費率に優れた可能となり，荷役の効率化を図ることができる．

低速ディーゼル主機関を採用した．低速ディーゼル機

倉内はトレーラ搭載レーンが８レーンと幅広で，荷関を採用したことで，中速ディーゼル主機関と比較し役効率や操車性能を向上させるため，トレーラ倉にはて１気筒当りの馬力が増加し，主機関の気筒数を減じピラーレス構造を採用している．ピラーレス構造を採ることができたため，保守作業の労力が軽減され，乗用するに当たっては，主機関のブレーシングやプロペ組員の省力化や運航経済性の向上にも繋がることとな

ラ起振力対策としてプロペラ直上の船体補強を行うった．

等，振動対策にも細心の注意を払った．

また，本船が就航する東京〜博多航路の内，瀬戸内荒天時の貨物保護を考慮して，船体中央付近にはフ海や東京湾内では減速航行が義務付けられており，主ィンスタビライザを１対装備した．また，バウスラス

機関は低負荷運転となるが，長時間の低負荷運転は燃タ１基，スタンスラスタ２基，及び可変ピッチプロペ費の悪化のみならず，エンジンの性能劣化や燃焼不良

ラを装備して港内での操船性向上を図っている．

を早期に招く恐れがあるため，低負荷域を最大馬力の10 〜 20 ％の範囲（10 〜 14 kt 相当)と設定し，12 時間4．就航後の運航状況の連続運転を可能とするシステムを構築した．図４に本船の運航性能に関しては，建造時の海上試運転にシステムの概念図を示す．通常の運転では燃料が燃料おいて諸試験を行い，所要の性能が確保されているこポンプを介して各シリンダで 2 つの燃料弁から同時にとを確認しているが，営業航海においても順調な運航噴射されるが，低負荷運転時には燃料弁カットの自動を続けている．

制御が作動し，90 秒毎に片方の燃料弁が交互にカッ

図５に平成 13 年 10 月 16 日から平成 14 年２月７日まトされる．この状態では，燃料噴射弁の噴出圧力が増での営業航海における主機関馬力及び燃料消費量を示

333

このように，東京〜博多間での海上輸送サービスが主機関馬力向上したことにより，東京を中継基地とした北海道
常用出力〜東京〜九州の海上物流ラインが確立された．
また，将来的には，アジアに向けての物流拠点としての成−10 ％長が期待されている九州を玄関口として，国際物流主機関燃料消費量の活性化にも繋がるものと期待されている．

6．まとめ

昨今のエネルギー不足や交通渋滞といった社会問題

計画値や環境保護を背景として，内航海運に対して，環境負−10 ％荷が小さく輸送効率に優れた船舶の特性を生かして社
2004/2/5

2004/1/22

2004/1/8

2003/12/25

2003/12/11

2003/11/27

2003/11/13

2003/10/30

2003/10/16

会経済の発展に寄与していくことが求められている

図５ 営業航海における主機関馬力及び主機関燃料消費
本船は営業航海におい量（提供：安芸海運(株))て初期計画値を下回る燃費性能を実現している．

中，当社としても，高性能でかつ燃費に優れた船舶を世の中に送り出し，世の中の物流を変えることが，内航海運の発展を支える上での，また，モーダルシフトを推進していく上での使命であると考えている．
本シリーズ船は Ship of the Year 2003 の準賞を受賞
し，高速性能による航海時間の短縮，低燃費性能による経済性の向上と環境負荷低減，大型化による輸送効す．なお，本データは４隻シリーズ１番船の船主であ率の向上により，モーダルシフトの一翼を担い，今後る安芸海運(株)から提供頂いたものである．本図に示の海上物流の発展に大きく貢献するものと期待されてす通り，主機関馬力，燃料消費量とも営業航海においいる．ても初期計画値を下回っており，船主からも実海域に

平成 13 年９月から 12 月にかけて１か月毎に相次いおける運航性能として目標を達成できているとの評価で竣工し，平成 14 年１月６日より４隻体制による営を得ている．

業航海が順調に行われている．

5．海上物流への貢献

最後に，本シリーズ船建造の機会を与えて頂きまし
た(独)鉄道建設・運輸施設整備支援機構，日本通運

従来の６隻体制から大型化・高速化による本船４隻(株)，日本海運(株)，商船三井フェリー(株)，安芸海体制に船隊が再編されたことより，航海時間が４時間

運(株)，春山海運(株)，鳳生汽船(株)，堀江船舶(株)の短縮され，貨物輸送能力が 30 ％増強されたことは，関係各位に対し，深く感謝の意を表します．

すでに述べた通りである．
このような性能を有する本船が，東京〜博多航路に投入されたことにより，同航路の海上輸送サービスがさらに改善されることとなった．具体的には，（1）運航ダイヤグラムのフレキシビリティが向上し，大都市での停泊時間が従来船と比べて，東京で１日当たり平均 4.5 時間増，博多で１日当たり平均 1.0

北村徹

寺田敬三

坂本利伸

栗林周平

森哲也

時間増となり，貨物の集荷時間が拡大された．
（2）日曜日を除く東京／博多のデイリーサービスにより利便性が向上した．
（3）岩国，徳山，宇野など新たな中間寄港地によりサービスエリアが拡大した．

三菱重工技報 Vol.41 No.6（2004-11）