船舶機関部の推進システムの回顧と展望
島本 幸次郎下）が神戸から別府のご旅行にご乗船されるとのことで，建造中より関係者は気を遣っていたようだ．そんなことはいざ知らず，私は出社すると朝大学の機械工学科を卒業した自分が，まさか造船所の現場へ配属されるとは思ってもみなかった． 一番から狭い機関室や軸室の中をうろうろ巡回していた．実は何も分かっていなかったが，先輩に配属された課は配管を主とした艤装工事を行う課「図面を見るより先ず現場をよく見なさい」といで修繕船，新造商船，艦艇も一緒に取り混ぜて作われたためだった．船ができてくると，たまに客業を行っていた．1959 年（S34）のことである．
室の方に行き，「ここが特別客室，ここが 1 等客室，
造船の用語，エンジンの用語，現場の用語の 1
ここがサロンか」と見て回るのが楽しみだった．
つ 1 つが全く新しい単語だった．作業は多くの関
さて，現場での思い出の強烈なものの 1 つに連する課や係の分業になっており，職種も沢山別”主機換装工事”がある．戦前の古い船や戦標船れていて，その管轄も複雑であった．仕事は降るなどの蒸気レシプロ機関をディ－ゼル機関に換装
ようにあり，もともと労働集約的な傾向が強く，するものであるが，工期が短いので大変であった．
効率を上げる事も念頭にはあったにしても，外注「信濃丸」とか「北海丸」との船名は覚えているの人を組み込んで人海戦術で目先の仕事を処理しが，如何せん資料が手元には残っていないのは残てゆくのが先決だったように思う．職人さんは文念である．しかし「北海丸」の工期は入港してか
字通りの荒くれ男の集まりで，毎日のように大声ら海上試運転を済まし完工引渡しまで全部で 55 日
で，神戸弁でまくし立て合っていた．彼らの最上だったのは明確に覚えている．撤去工事に 10 日間，級職位は「工師」と呼ばれ，親分であると共に”海上運転が引渡しの 1 週間前でその間に主機・補現場の神様”と言われていた．船のことは全く知機の搭載・据え付けから配管工事・通水や水圧テらない新米の私は，その「工師」さんと「担当技
スト・潤滑油管のフラッシングなどを行うわけで師」に挟まれて，現場のことをミッチリ教え込まある．新造船のようにあらかじめパイプなど多くれるスタ－トだった．
製造しておくわけでもなくまた現場には船主からいま横浜に保存されている「氷川丸」が，まだの図面とは異なるものが設置されていたりして，現役の貨客船として活躍しており，ある時入渠し新設するものと流用するものが狭い機関室で錯綜てきた．早速「工師」さんのお供をして，機関長し混乱した．独身だった私は，よく工場の仮眠室の部屋を訪れた．仕事の打ち合わせは何も覚えてに泊まり込んだのを思い出す．毎日一回，現場のいないが，その部屋の豪華さとご馳走になった外各課が集まって連絡会議があったが，喧嘩腰の会
国製ウィスキ－の良い香りだけは不思議と覚えて議で，各課・各人が自分の所轄する工事の工程をいる．
守るのに必死だった．特にクレーンの取り合いが深刻で，クレーンは交代制で 24 時間稼働していた．
２．主機換装工事
そのころの安全に対する取り組みは粗末なもので，私もある時は溶接の火の粉が首筋に入り軽い火傷
入社して 1 年間は”見習い期間”といわれ，原をした．またある時は機関室のタンクトップを歩則的に午前中は所内の各部各課の巡回実習を行った．実習とはいえ座学が割に多かったように思う． いていると，私の 3 メートル位前に 100kg もある
切断した鉄板が垂直に落下してきたりした．後日，
午後は各課に戻り実務を学ぶわけだが，私が最初「もしあの時もう数歩先を歩いていたら，私は終に指示されたのは，関西汽船「くれない丸」の機わっていたのか」と思うこともある．
関部の配管艤装だった．主機はスルザ－6TAD48

１．はじめに2,700 馬力 750rpm X 2 基であった．完成の暁には，皇太子殿下と皇太子妃殿下（現天皇陛下と皇后陛

268

３．艦艇艤装課を経て設計への配置転換
そうこうして，4 年位を経過したころ，
私は突然，
艦艇艤装課に配転になった．入社して間もなく，
私はたまたま水上艦の「てるづき」の海上運転に乗船する機会があった．
2 軸のタ－ビン船で 22,500
馬力，360rpmX2 基であった．全速運転の時に船尾から後方を見た水面の盛り上がりには驚嘆を覚えた．多分その時は 30 ノットを越える速度ではなかったかと思う．急速旋回試験では甲板上に出ると振り落とされそうになり，上司から決して甲板上に出ないようにと言われたのを覚えている．
しかしその後，私どもの造船所は川重さんの神戸工場と共に”潜水艦”の特定工場となった．私が配転した時の艦艇艤装課の課長は，戦時中の潜水艦では有名な歴戦の勇士「板倉光馬」元艦長であった．私は配属されると「魚雷の発射について勉強するように」といわれた．潜水艦は工期も長く，同じ現場でも今までの課より格段に落ち着いていて全く雰囲気が違った．早速，防衛庁の横須賀基地に，魚雷の発射管についての勉強をするた
めに，長期出張した．しかし私が横須賀から帰ると間もなく，今度は造船設計部・機関艤装設計課に配転するようにという指示がでた．艦艇艤装課に移って半年も経っていなかった．
かくして若き血燃ゆる，
4 年半を過ごした現場に別れを告げ，設計の 1 員となった．設計に配属されると，早速直属の課長に呼ばれた．「設計で 1 人
前になるには，
5 年はかかる積もりで良く勉強しな
さい」と怖い顔つきで言い渡された．設計ではまた 1 からの勉強で，定規・コンパスの使い方，鉛筆の削り方，計算の仕方など習った．ベテランの人の中には烏口を器用に使い，墨入れ図を描いている人もいた．当時は無論昨今の「電卓」は無く，計算尺，算盤，手回し計算機の 3 つを使い分けた．
今の若い人には想像も付かないような計算体制であった．私より後輩が既に 1 人立ちしていろいろな設計をしているのを脇に見て，現場から移った
私は全く勝手が違い，いささか情けない思いをした．当時，ちょうど米国船主のタンカ－”ESSOBARCELONA”の完成時期であったが，タ－ビンプ
ラントの性能が初期の目標を満たさず，機関部の設計は総動員で変更工事の出図に追われていた．
挙げ句に引渡しの日程は切迫し，正月の 3 が日も明けずに海上運転に出る有様だった．

トンのタンカ－，2 万馬力タ－ビンプラント）の設
計のアシスタントをすることとなった．初めての設計で緊張し，船主にも随分苦しめられたと思う
が，姉妹船を含めて無事引渡しが終わるころには，いろいろの勉強もして，かなり自信が付いたように思う．
殆ど併行して，Matoson 社のコンテナ船”PacificTrader”の改造があった．戦時中の戦標船を Matoson
サイズのコンテナ（現在の ISO 規格のコンテナとはサイズが異なる）船に改造するもので，日本では初めてのコンテナ船であった．機関部は機関室内にデッキを増設し，船主支給の CAT 社のエンジンを増設する工事であった．しかし船籍が米国でUSCG Regulation を Full Apply という契約で，これも日本では初めてのことであった．USCG の規則には圧力容器や配管・配管付属品などに実に細かい規定があった．揚げ句に，バルブメ－カなどは会社の社長格の人が，神戸などの米国領事館に出頭して "Affidavit" という書類に，「私の会社の製品は USCG に違反は致しません」と言う主旨の，宣誓書にサインをしなくては採用させてもらえな
かった．私は辞書のように細かい字の USCG の規則を毎日，往復の電車の中でも読むはめとなった．
船主や USCG の検査官とも打ち合わせを繰り返し，本船が無事 USCG の Certificate を取得できて出航していった時には本当に嬉しかった．これを縁に（？）私はその後，輸出船を多く担当することとなった．
1969 年（S44）4 月に，States Marine 社の貨物船の受注契約のネゴの一員として，私は初めての海外出張を命ぜられ，ニュ－ヨ－クに行くこととなった．ニュ－ヨ－クは学生時代からの憧れの街で胸を膨らませて渡航した．しかし現実は厳しく，船主とのネゴは毎晩夜遅くまで行い，日本との連絡と「Full Spec.」の作成に追われた．2 ヶ月にわたるハ－ドネゴの末，2 隻の受注・成約ができた時は嬉しく，天にも昇る気持で帰国した．その後何回もの海外出張があったが，この最初の海外出張が一番印象強く今でも昨日のように思い出す．

４．機関室無人化
機関部の自動化が急速に進む中，1971 年（S46）
4 月に「自動化・計装班」と言う特別な職制が設けられ，私は初代の主任に任じられた．
私どもの造船所で最初に機関制御室（「エンジ私はギリシャ船主・George Vergottis の船（5.4 万269

ン コントロールルーム」）が設けられた本格的外航船は，高速貨物船「たこま丸」（MOL，1961 年（S36）引渡し）と巡航見本市船「さくら丸」（1961
年（S36）引渡し）であった．この時代にはじめて主機が機関制御室と船橋から操縦できるようになった．その後，機関部の省力化・省人化のニ－ズと自動制御の機器・コンピュ－タの画期的な発達とが相呼応して，機関部の自動制御は飛躍的に発展していった．
欧州の船舶は早くから機関部員の労力削減のた
め，夜間の機関室無人化（12 時間）と日曜・祭日
日の無人化（24 時間）を目指して，検討・試行を行っていた．このニ－ズが盛り上がり，各船級協
会は NV-EO， LR-UMS， BV-AUT， AB-ACCU，
NK-MO などの機関室無人化の規則を相次いで制定した．各ル－ルの規定が少しずつ異なる上に，船主サイドも未経験のこととて，海員組合の要求もあり，途中の変更も多く戸惑った．神戸造船所
で最初の MO 船は NYK 向けコンテナ船「穂高丸」（1970 年（S45）9 月引渡し）であった．つづいて同じくコンテナ船「箱崎丸」，「米州丸」と続いた．
機関室無人化船の引渡しは，1970 年（S45）3 隻，
1971 年（S46）3 隻，1972 年（S47）8 隻，1973 年（S48）7 隻，1974 年（S49）9 隻と増加した．タ－ビン船の自動化はディ－ゼル船のそれに比べてプラントが sophisticate であり，当然無人化仕様も高度でむつかしかった．「おりおん丸」（1962 年（S37）引渡し）で初めてタ－ビンやボイラの操作が機関制御室から行われ，またここで諸機器が集中監視されることとなった．当時のタ－ビンタン
カ－の乗組員は約 45～50 人であったのに対し，自動化船は 35 人位になった．タ－ビン船の NK-MO
船は NYK のコンテナ船「鎌倉丸」（1971 年（S46）
11 月引渡し）が初めてであった．この船は NK 船
級では日本で初めてのタ－ビンプラントの M0 船
で NK 側も「暫定規則」によるとのことで，船主・NK・造船所の 3 者間で何回もの打ち合わせが行わ
れ，無事完成することができた．この後タ－ビン
船の NK-MO 船は「鞍馬丸」，「らいん丸」，「春日丸」と続いた．

400 点にのぼる機関部の各温度・圧力などの監視を行うと共に，主機，補機の遠隔発停も行う．停泊－スタンバイ－出入港－航海の 4 つのモ－ドを切り替えボタン 1 つで行う．コンピュ－タグラフィックの採用により，従来デ－タロガ－によるデジタル記録が中心であった監視・記録に，カラ－グ
ラフ化されたアナログ記録を多く採用した．発電機 の 負 荷 分 担 に も コ ン ピ ュ － タ に よ る "PowerManagement System"を採用した．そのほか，衝突予防システム，船位自動計測システム，冷凍コン
テナコントロ－ル装置，”Loading Computer”などが装備された．この船では従来の機関部員に相当す
る員数は 7 人とのことであった．
自動化・省人化の基本は主機・発電機・ボイラ・
ポンプ・清浄機はもとより，センサや自動化機器の細部にいたるまでの多くの部品の信頼性向上が必要条件である．これらの故障率の低下と IC，コ
ンピュ－タの発達が相俟って機関部の自動化は年々飛躍的に進歩していった．多忙ではあったが，次々と高度な仕様の船に挑戦し，やり甲斐がある
キラキラ輝いているような時代であった．

５．二重圧力式排ガスエコノマイザなど
1973 年（S48）のオイルショック後，船舶の省
エネルギ－が急速にクロ－ズアップされた．ディ－ゼル主機の損失エネルギ－の中で，排気ガス中に失われる熱量は最大である（後述）．そこでこの
熱エネルギ－を再利用して従来より高圧（7K）の蒸気を発生させ，蒸気タ－ビンにより船内電力を賄う”排ガスタ－ボ発電機”のシステムが開発された．機関部の設計者としては，ディ－ゼル主機
プラントの設計と同時に，小規模ではあるが，タ－ビンプラントの設計も行うというやっかいなこととなった．この蒸気発生用の排ガスエコのマイザは，7K のタ－ボ発電用のコイルの上部に，4Kの蒸気発生コイルを積み重ね，排ガス中の熱エネ
ルギ－の回収を徹底的に行った，従来に無い多量のコイルを備えた，大型の”二重圧力式排ガスエ
コノマイザ”が開発された．
1979 年（S54）年 4 月，NYK の看板コンテナ船「比良丸」がロスアンゼルス沖で増速中，この”二重圧力式排ガスエコノマイザ”にス－トファ
イア－が発生した．大型コンテナ船で初めて採用されたもので，省エネを看板にした新製品であった．私も本船が横浜入港時訪船した．排エコからドロドロに溶けたパイプやフィンが足場伝いに取1978 年（S53），NYK のオ－ストラリア航路のコンテナ船「白馬丸」で画期的な計画が打ち出された．従来，船体部と機関部とに分れていた乗組員を「船舶士」という 1 つのカテゴリ－にして，運航しようという試行で，目標は 1 隻全員で 18 名である．従来の機関制御室を船橋の船尾側に設け，270

難さを悟った．

り出されるのをまのあたりに見た．熱気と硫黄の臭いが目と鼻をつき，責任感と善後策の重大さに目まいがして，倒れそうになった．低圧（4k）ライン 246 本全数（100%）および高圧（7k）ライン
146 本（15%）の応急撤去とバイパスラインの工事を行った．本船は就航スケジュ－ルを変えるわけには行かず，帰国の度に各港で少しずつ修理・改造の工事を行い，改造・復旧するのに約半年はかかったと思う．原因は，排ガス温度が 120℃という露点以下になるまで熱エネルギ－を回収しようとしたため，粘着性のすすが管群のフィンに大量に堆積し，着火したものである．再発防止の対策としてはス－トブロ－の増設と，その頻度の増加であった．

一方，乗組員削減・船内メンテナンスフリ－のためガスタ－ビン主機プラント船がクロ－ズアッ
プした．米国石油会社向けの 35,000T，ペトロリウ
ム・キャリア－は，乗組員全員で 13 名にて運航する，ガスタ－ビン・電気推進・CPP 装備の推進シ
ステムであった．結局船価が折り合わず商談は実らなかった．しかし，のちに米国の造船所で 5 隻建造したとのことであった．
いろいろな機関部のプラントの計画・設計に携われたのは，技術者として誠に幸せであった．

６．"Titanic"の推進システム 1）,2）

つづいて，同じく NYK のコンテナ船「白馬丸」
も航海中，突然煙突トップより蒸気が噴き出した．
これも二重蒸発式排ガスエコノマイザで今度は給水系に投入したアルカリ薬品が濃縮して，チュ－ブやフィンの溶接部に腐食を起こしたものであった．これもほとんど全体のチュ－ブを新替するという，就航の合い間をぬっての大工事となった．
再発防止策としては溶接部を全て焼鈍し，残留応力をなくすことと，アルカリ薬品の注入量を減じることとした．二重蒸発式排エコは受難の時代であった．トラブルの都度，丸の内に新しく出来た
モダンな郵船ビルに，頭を垂れて何度も上京したのを思い出す．

本項はいささか本文の主旨から外れると思うが，「温故知新」ということでお許し願いたい．
ここ数年来，海中での船体の発見や映画の影響などもあり，約 90 年前に沈没した"Titanic"が脚光を浴びている．"Titanic"は 1912 年 4 月 15 日未明，
就航後僅か 13 日目に沈没したのであるが，関西造船協会が同年 5 月 5 日，"Titanic"沈没の 20 日後に発足したとのことである．偶然とすれば「くしくも」という以外に無い．私もこの歴史的な"Titanic"には特別に興味を持っているが，経歴上特に機関部の設計や推進システムに注目してしまう．

本船の機関部は 3 機 3 軸の推進装置により，合計 46,000 馬力の推進力を有した．
中央は，
160rpm，ディ－ゼル主機関の燃費が良くなると必然的に
16,000 馬力の Parsons 型の軸流反動式蒸気タ－ビン
排気ガスの温度が下がり，さらにこの”排エコ”であった．蒸気タ－ビンには減速装置が無く（大は前述のようにメンテナンスに手間がかかること
型の減速ギヤを加工する技術が無かった），160rpm
から，ディ－ゼル主機関にギヤを組み合わせた軸のまま，軸・プロペラに直結されていた．また近発電機システムが開発された．このシステムはメ
代船では当然装備している，逆転タービンが無く，カニカルな組み合わせだけで，低燃費の主機関に逆転はできなかった．両舷は，それぞれ 4 気筒 3より電力が取り出せるので，排エコシステムに代段膨張式蒸気レシプロ機関で 75rpm，15,000 馬力
わって多く採用されるようになった．ディ－ゼルが発生でき，振動対策としてバランサが装備され主機関の回転数は海象の影響などで変動するので，ていた．後進力・逆転は，レシプロ機関の蒸気弁ネックであったが，サイリスタコンバ－タの出現を切り替えることに依り，この両舷機のみが分担
により一気に解決した．
した．発電機は 2 段膨張式蒸気往復動機関で400kwX3 基を装備していた．
また，オイルショック後，石炭燃料がカロリ－当たりの単価が安いということで，燃料費削減の蒸気の発生源は 29 基のスコッチ型のボイラ－で，ため，石炭燃料炊きボイラを装備したタ－ビン船
2 重底上の 5 番から 10 番水密区画まで 98m，本船も再実現した．私どもも諸計画を行ったが，実船
全長の 40%にわたり配置されている．このボイラの受注には至らなかった．石炭を燃焼させるには，－は，5 基は 3 箇所の焚き口だが，残りの 24 基は液体である重油炊きと異なり，石炭の自動供給お
前面と背面で 6 箇所の焚き口があるので，全部合よび炉内の自動燃焼制御などが問題であった．こ
計すると 159 箇所の焚き口となる．事故は深夜での時初めて，いつも設計している液体燃料の有り
271

はあったが，20 ノットを越えるスピ－ドで航行していたとのことで，少なくとも数十人の火夫が石炭を供給していたと思われる．エンジンテレグラ
フが"Nav.Full"から"Stop"に，さらに"Full Astern"と指示されたとのことで，現代のように自動制御装置が設けられているわけではなし，不意のテレグ
ラフ指示に機関室・ボイラ室の混乱は想像に絶す
る．船首の右舷側に氷山に衝突した亀裂が 90 メ－
トルに亘って生じたからには，船首側にある No.6
ボイラ－室（No.5 水密区画）にはいち早く浸水したわけで，加熱したボイラに凍り付くような海水が浸水し，蒸気が大量に充満したと思われる．船内電源は衝突後約 2 時間半，沈没の数分前まで供給していたとのことである．電源維持のため，乗組員の命がけの努力がうかがわれる．機関部の乗組員の生存率は約 20%とのことで，甲板部の乗組員の約 60%に比べて格段に低い．

磁 束電極
超電導コイル
推力

磁 束

海水

ローレンツ

電流

電流
フレミング左手の法則

図 1 超電導電磁推進の原理
推力は海水中の磁束密度や電流の密度に比例するので，できるだけ強力な磁束密度を得るために，「超電導マグネット」を採用した．超電導の線材
は 1：1.3 の割合の Nb-Ti 合金のフィラメント材でその直径は 1 本約 20μm という細さである．コイルの形状は鞍型ダイポ－ルが採用され，当時この型では前例のない大きさで，超電導コイルの”自動巻き線機”を製作することから始まった（図 2 参照）．

さて，この船は北アイルランドの Harland&Wolf
社の Belfast 造船所で約 3 年の歳月をかけて造られたとのことである．3 つのプロペラは，中央が直径5.03m X4 翼と両舷が直径 7.16m X3 翼とのことだ
が，どういう設計検討を行ったのだろうか？ねじり振動やバランサの問題はどのような検討したのか？材料や鋳造の技術は？機械加工は？低圧タ－
ビンブレードはどんな設計だったのだろうか？クラッシュアスタ－ン時の蒸気のヒ－トバランス
は？給水ポンプや熱交換器などの関連工業のレベ
ルは？質問は果てしなく拡がる．
それにしても 100
年前のコンピュータもない，CAD もない，NC マ
シンもない時代によくもこれだけの開発力，設計力，製造力があったものだと先人に頭が下がる思いがする．閑話休題．

７．超電導電磁推進船 3）,4）,5）
超電導電磁推進船「ヤマト 1」はシップ・アンド・オ－シャン財団（現 日本財団）が数年にわたるプ
ロジェクト委員会で検討の末，実船建造に踏み切ったものであり 1992 年 9 月 1 日 神戸港で試走し，公開された．全長約 30m，幅約 10.4m，総トン数
約 280t，定員 10 名の船である．ご既承の方も多いと思うが，この船はプロペラを使用せず，電磁力と電流によって生じる，フレミング左手の法則に基づくロ－レンツ力による，海水のジェット流で推進できるという画期的なもので，その推進原理を図 1 に示す．

272

図 2 巻線機を使ったコイルの巻線作業状況

この超電導コイルは液化ヘリウムの冷却による極低温（約－269℃）近辺の状態で超電導状態となり，電流値を約 4600A まで上げてゆくと，中心部で約 3.5T（テスラ）の電磁力が得られ，電気抵抗が"0"となるため理論的には，この状態が半永久的に保持することができるわけである．しかしこの電流値を上げてゆく時に「クエンチ」（quench）という非定常な現象が起きることがある．この「クエンチ」防止対策にはコンピュ－タシミュレ－シ
ョンにより解析したが，実コイルでは「クエンチ」
が続いて発生して，問題の解決に日時を要した．
何しろ初めてのことばかりで，現場の工事も詳細
なワ－クマンシップの積み上げであった．日程も遅れた或る休日の夕方だったと思う．これぞと思うコイルを長時間かけて極低温にし，次第に電流値を上げて行き，「クエンチ」を起こさずに所定の電流と磁場が得られた時，その場で居る者は，誰からともなく喜びのあまり拍手がわいた．握手をした現場の担当技師の目には光るものがあった．
工場の外に出ると，休日の造船所は人影もなく不気味なほど静かで，日が落ちた神戸港の冬空に沢山の星がきらめいていたのを思い出す．
1 本のコイルの中心磁場は 3.5T であるが，これを正 6 角形（6 連環と称した）に組み合わせると漏洩磁束が相乗して加算され，約 4T の中心磁場が得られる．本船は，この 6 連環のコイルを組み合わせたクライオスタット（液化ヘリウム真空容器）
を各舷 1 装置，両舷に設け，16,000N の推力で，約8 ノットの船速が得られるという設計である．

より高温で，強力な磁場が得られる超電導材料の開発b)

海水中で強力な電流を流せる耐久性のある電極の開発c)

高効率の極低温用冷凍機，断熱法の開発

d)

発想を変えて，船内で電気伝導度の高い
他の液体にエネルギ－を与え循環させ，それを船の推進力に変換する装置などの開発

問題 6）,7）,8）,9）
先ず，ディ－ゼル主機関の排気ガスの NOx 対策
である．IMO では 2000 年より 130kw を越える全ての機関に対して規定し 130rpm 以下の舶用ディ－ゼル機関 1kwh 当たりの NOx 排出量を 17gr 以下としている．各エンジンメ－カは燃焼直前に燃料と水を混合させるとか燃料を噴射するタイミングを遅らすなどの対策を実用化している．現在検討中の NOx 対策について参考までに図 3 に「代表的NOx 低減技術」を示す．結果として燃料消費率が2～3%悪化することになる．しかし，浮遊粒子状物質（SPM）や SOx を含め，人体や生物に排気ガス中の有害なものを低減するのは温暖化の問題と同様に，例え海上と言えどもその対策が必要になる．（最近の学会の論文発表はこれら排ガス公害対策をとりあげたテ－マがきわだって多くなっている．
）
これらの根本には，舶用ディ－ゼル主機関の粗悪油焚きの問題がある．ISO 8217 には舶用燃料油
規格があるが，この規格だけでは規制しかねる．
原油価格が高騰すると精油所では，二次分解装置の稼働を強化する．結果として FCC 触媒などが多く，残さ油の品質は低下する．中には陸上の廃油（自動車のクランクケ－スの潤滑油の廃油）やポ
リプロピレンなどの化学物質が混入されていることもあるという．少量のバナジウムやナトリウムも金属アッタックを起こす．一方エンジンメ－カでは CIMAC を中心にリコメンデ－ションを行っている．しかし船主側が運航採算上少しでも安価な粗悪燃料油を使用ということとなると，それに対応した燃焼の問題と排気弁・シリンダライナ・
ピストンリングなど腐食・摩耗に対する問題に取り組まざるを得ないこととなる．長年にわたりこの循環が繰り返されてきた．エンジンの燃焼室周りの部品が高温腐食に悩まされるとき，エンジンの担当技師が「陸ではボイラ－でも使わない油を船の内燃機関に使うのは過酷すぎる．大事な内燃機関を残さ油の焼却炉にしてもらっては困る」と呟いていたのを思い出す．一方船内の燃料油の前処理も複雑化し恰も清浄装置の工場のごとくなり，乗組員削減の障害になっている．更に船内処理により発生したスラッジは焼却炉からの排気ガスの公害の問題や，陸揚げして処理を委託するという高価な負担となる．

このプロジェクトは超電導電磁推進船の実用化に対し当時の持てる技術で果敢に挑戦したが，一方で今後開発が期待される技術的問題点を浮き彫りにした．私見により要約すると，次の項目となろう。
a)８．１．ディーゼル主機関排気ガス公害と燃料の身の縮むような思いもしたが，船の推進システ
ムの歴史に残るようなプロジェクトに参画できた
ことは技術者冥利に尽きると言えよう．

８．21 世紀の船舶の推進システムについて
機関部の仕事に長年携わってきて思うことがいくつかある．ここでは 3 項目取り上げる．

そこで，代替えエネルギ－として天然ガス
273

（LPG・LNG），メタノール，水素エネルギ－（熱効率 80%といわれる燃料電池の実用化も含めて），
メタンハイドレ－トなどの利用が望まれる．これ
らが低価格で，各地での入手が可能になればエン
ジンメーカも船主サイドもいち早く対応するであろう．

さ，配管の複雑さにはビックリすると思う．例えば現在大型のコンテナ船で 6 万馬力のエンジンを装備するとすると，機関室の補機器・タンクなどの数は約 240 基，バルブ類の数は約 1,500 個，配管の重量は約 180t，配管の長さは約 16,000m といわれている．

８．２．ディ－ゼル主機関のエネルギ－効率

機関室の簡素化の 1 つには著者らが 10 年以上前から提案している「多機関電気推進システム」がある．20 フィートコンテナ内に 800kw クラスの出力を有するディ－ゼル発電機ユニット（Packaged
Generator Unit 以降 PGU と称す）を納め，それを暴露甲板上に複数機設置する．船の推進軸は電動モータにより回転が制御される．図 6 にその概念図を示す．エンジンの冷却や潤滑システムは全て
PGU 内で行うので機関室の補機類は半減する．配管の量も同様に半減する．機関室のスペースも減少可能である．さらに PGU が故障しても予備機のバックアップでカバーし，メンテナンスは全て陸上の工場で行うので，乗組員は極限まで減少でき
る．PGU を多く備えることにより，船舶推進シス
テムの全体の信頼性は向上が図れる．詳細は参考文献に譲る．

10）,11）,12）

次に，ディ－ゼル主機関のエネルギ－効率のことである．図 4「ディ－ゼル主機関プラントの熱収支」は参考文献 10）に基づいて著者が加筆したものであるが，ディ－ゼル主機関に供給されるエネ
ルギ－のうち，最後の推進力に利用されるエネル
ギ－はほぼ 50%とされる．ディ－ゼル主機関はシリンダボアの大型化が計られ 1969 年（S44）世界最大の 9RND105（34,200psx108rpm）が NYK「箱崎丸」に採用された．さらに，燃焼効率を上げる
ため，ロングストローク化（ストロ－ク／ボア比の増加），回転数の低下，Pme の増加，燃料噴霧の改善，過給機の高効率化，掃気ポ－トの改良，冷却水通過構造の改善，電子ガバナの採用など関係者のなみなみならぬ努力により，燃費の向上に鋭
もう 1 つの画期的な発想は ABB 社などで実用化意努めてきた．一方プロペラ大口径化や 2 重反転された”アジポッド推進システム”である．やはプロペラ，ダクトプロペラ，MIDP，リアクション
りディ－ゼル発電－電気推進プラントであるが，フィンなどの採用により推力の流体的リカバリ－
こちらは電動モータを内蔵した船外機の方式（旋の努力も並々ならぬものがある．しかし図 5 の「エ回プロペラ）で，従来船の軸系は不要となり，さンジン燃費の変遷」のグラフからもわかるようにらに舵も不要となる．図 7 はその概略図を示す．
年々改良されているとはいえ，マクロに見れば1985 年以降はあまり画期的な数値上の進歩は無い． 既に Carnival Cruise Line に 14,000kw の Azipod Unitが実用化されているのは驚嘆に値する．21 世紀の多くの人々の鋭意努力にも拘わらず，何かもどか斬新な新システムがスタートしていると言える．
しく「もっと抜本的な向上が無いものか」とか「も船舶の電気推進システムは，多少の効率の悪さはう限界に近いのか」とも思う．「CO2 排出」と「地あるにせよ，操縦性能の良さ，メンテナンスの有球温暖化」の問題は，地球環境の問題の 1 つであ利性，少乗組員化には合致しているので時代の趨る．前述のように，ディ－ゼル主機関の失われる勢に対応しているといえよう．
エネルギ－の約 35％は排気ガスの熱量として放出され，また一方では約 10％が冷却水として海水に放出されている．地球温暖化防止や CO2 排出量の総量規制の世界議決もあり，エンジンのエネルギ－回収への更なる努力が要求される．陸上の自動車にもハイブリットカ－や燃料電池エンジンなど
新しい推進システムのコンセプトに鋭意開発が進められている．舶用エンジン・舶用プラントも新コンセプトの開発・実用化に期待したい．

著者は Azipod Unit と前述の PGU プラントシス
テムの組み合わせが次世代の指向と思うがいかがであろうか．

９．あとがき 17）,18）,19）,20）,21）
1972 年に”ロ－マクラブ”が「成長の限界」を発表して以来既に 30 年を経ようとしている．この間に使用した人類の化石燃料の量はその前の数十年分以上といわれている．現在，地球上の炭酸ガ
スの濃度は毎年 2ppm づつ上昇しているといわれ

８．３．機関室の簡素化と無人化 13）,14）,15）,16）
船舶の機関室に入ると，その狭隘さと機器の多

274

燃

料

代替燃料

メタノール

低窒素燃料

ガス燃料

水添加燃焼

吸気加湿

現状比 80％レベル

乳 化 油
噴射時期遅延

燃焼制御

噴霧最適化
ＮＯｘ

機関内部で

低減技術

の発生抑制

吸気温度制御

（燃料弁）

水添加燃焼

独立噴射

EGR（排気ｶﾞｽ再循

層状噴射

副

室

ＩＭＯ規制値レベル
現状比 50％レベル

触媒脱硝

ＳＣＲ

還元炉脱硝

ゼオライト

排気ガス

現状比 80％レベル

後処理

図 3 代表的ＮＯｘ低減技術

計

10
排エコ
15

主機関

10 4
14

排エコ
24

発電

4 加熱
4 造水装置入口
ジャケット冷却機 械 損 失出力

図４ ディーゼル主機関プラントの熱収支（数字は％）

275

推進用正味

100

タービン

排エコ
2

有効出力

35

9
ＴＧ
4
11 入口

回収熱量

図示出力

燃料油発熱量入力

過給機

冷却損失

9

復水器

40

油冷却

11

合

損失

排 ガ ス

冷却損失

掃気

放熱損失
1

損 失

60

50

g/kw･hg/ps･h180

240

MITSUBISHI-UE
170

230

UEC75A燃 料 消 費 率

UEC85B,85

160

UEC85D220
UEC60E

150

210

UEC60LSⅡ

UEC60H

200

UEC50LSⅡ

140
130
120

190
UEC60HA
UEC60LHISTORICAL TREND OF

170

UEC60LA･LS

SPECIFIC FUEL CONSUMPTION

UEC75LSⅡ
UEC85LSC

110
100

180

160
UEC85LSⅡ

150
140

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

年

図 5 ＵＥエンジンの燃費の変遷（net carolific value 42707kJ/kg （10200kcal/kg）and ISO standard reference conditions）
PGU20 ﾌｨｰﾄｺﾝﾃﾅｻｲｽﾞｾｯﾄ（800kW/基）（甲板上）

モータ操縦盤（船橋）

モータ制御盤
推進モータ
配電盤

図 6 多機関電気推進システム概念図
同調ﾌｨﾙﾀ
遠隔操縦ﾊﾝﾄﾞﾙ

ｼﾝｸﾛｺﾝﾊﾞｰﾀ

ｼﾝｸﾛｺﾝﾊﾞｰﾀ

アジポッド
制御・監視盤

発電機ｾｯﾄ
油圧ﾊﾟﾜｰﾊﾟｯｸ
主配電盤

図７ “AZIPOD”推進システム図
276

発電機ｾｯﾄ

発電機ｾｯﾄ8) E.シュ－ス他，「海底の"燃える氷"メタンハイている．1900 年まで 280ppm 位で横這いであった
ドレ－ト」，日経サイエンス，2000 年 3 月号，ものが，2050 年には 500ppm になろうという．地
p.74~
球温暖化は我々の実感としても明らかにある．わ
9) 角濱義隆，他「LNG を燃料とするガスエンジ
れわれの子供のころ「無限」の感覚を教えられた，ンを搭載した欧州フェリ－」，日本舶用機関学
大気・海・川・湖・土壌などがそれぞれ汚染に晒会誌，2000 年 No.12， p852~
されて「有限」の警告を発しているいる．残念な
10) 福垣敦男，「舶用ディ－ゼル・トータルエネル
がら，国や企業はタイムホライズンをせいぜい 5
ギーシステムに関する研究」，日本造船学会秋
年先位しか策定できていない．一方，エネルギ－
季講演会論文集 ，1989 年 11 月，p.469~
問題に対し 2050 年のマクロビジョンの提案がある． 11) 本村 収，他「大型ディ－ゼル機関の現状と展
望」，日本舶用機関学会誌，1994 年 No.12，"There is still time, brothers"というせりふもいわれ
p.900~ている．われわれの「宇宙船地球号」を末永く維
12) 「神船ディ－ゼル 75 周年のあゆみ」，三菱重持するためには，不可逆な化石燃料や天然資源の工業㈱神戸造船所ディ－ゼル部，1992 年
使いすぎに後悔しないように，公害や廃棄物を減13) Shimamoto，K.et al.，「New Design Concept of
らすように，次の世代から尊敬されるような施策
Marine Multi-Engine Electric Propulsion Plant」-----たとえば「3R」，即ち Reduce， Recycle， Reuse
ISME KOBE '90 講演論文集，p E-5-1~E-5-8，の運動など------をもっと強力に推進するように切1990 年
り替える必要があると痛感する昨今である．
14) 島本幸次郎，他「多機関電気推進船の推進シ
ステムに関する設計検討」 関西造船協会春季
関西造船協会の 90 周年記念にあたり私の長年の講演会論文集 1999 年 5 月， p.111~
思いを込めて執筆した．枚数の制約もあり舌足ら
15) 島本幸次郎，他「多機関電気推進船の推進シずで，手持ちの資料にも正確さを欠くものもある
ステムに関する設計検討（その 2）」 関西造船かとも思うがご容赦・ご指摘願いたい．本文が後協会春季講演会論文集 2000 年 5 月，p.185~に続く方々の何かのヒント・参考などのお役に立
16) R.Pakaste，他「アジポッド推進システム」，日
てればと願う．書きながら，長年にわたる客先の本舶用機関学会誌，1999 年 No.6，p.185~
17) 石弘之，「地球環境報告」，岩波新書，1988 年
多くの方々や，先輩・上司のご指導，同僚や配下
18) 日本経済新聞社編，「地球環境読本」1990 年のスタッフのご協力をあらためて思い浮かべ，感
19)
小宮山宏，
「地球持続の技術」，岩波新書，1999
謝する．
年20) 池内了，「私のエネルギ－論」，文春新書，2000
年
参考文献21) 塚原茂司，「地球温暖化の怖さ」，日本舶用機関学会誌，2000 年 No.10，p.685~
1) 塙 友雄，「タイタニック」，関西造船協会 "ら
2)

3)

4)

5)
6)

7)

ん"第 42 号，1999 年 1 月，p.64~
中沢 武，「タイタニックとマリンエンジニ
ア」，日本舶用機関学会誌，1999 年，No.8，
p.514~
島本幸次郎，他「超電導電磁推進船の推進装置」関西造船協会論文集，第 216 号 1991 年 3月，p.239~
島本幸次郎，他「超電導電磁推進船の推進シ
ステム」日本舶用機関学会誌，1992 年 No.1，
p.27~「ヤマト 1」（財）シップ・アンド・オーシャン財団，1996 年 11 月
近藤博美，「発電機用ディ－ゼル機関における IMO NOx 規制」，日本舶用機関学会誌，2000
年 No2， p.96~
塩出敬二郎，「舶用燃料の国際的動向の最新情報」，日本舶用機関学会誌，2000 年 No.11，
p.752~

277

著者プロフィール
島本幸次郎
1935 年生
東京都出身
最終学歴：
早稲田大学理工学部
機械工学科
1959 年 新三菱重工業㈱入社（現 三菱重工業㈱）1977 年 同 神戸造船所
造船設計部 機装設計課長
1986 年 同 神戸造船所 造船設計部 部長
1989 年 同 神戸造船所 技師長
1991 年 （財）産業創造研究所 研究センター長
1992 年 工学博士（大阪大学）
1994 年 福井工業大学 機械工学科 教授 現在に至る