明治・大正期
日本軍艦 機関部データ集

第2章 主缶



戦艦 薩摩。戦艦で初めて宮原式水管缶を搭載。


2-1. 基本仕様


2-1-1. 戦艦

Name Qd B F N Pb G He Hs H H/G Cf Rc Qd/H
Royal Sovereign 11,000 8 10.9 65.0 1,817 - 1,817 27.9 6.1
富士・八島 13,500 10 10.9 76.8 2,177 - 2,177 28.3 6.2
Majestic 12,000 8 10.9 76.2 2,267 - 2,267 29.7 5.3
Canopus 13,500 20 21.1 98.0 3,138 - 3,138 32.0 4.3
敷島 14,500 25 19.0 106.0 3,514 - 3,514 33.1 4.1
初瀬 106.0 3,524 - 3,524 33.2 4.1
Formidable 15,000 20 21.1 108.7 3,448 - 3,448 31.7 4.4
朝日 15,000 25 21.1 107.6 3,695 - 3,695 34.3 4.1
三笠 15,000 25 21.1 118.6 3,478 - 3,478 29.3 4.3
Duncan 18,000 24 21.1 127.7 4,065 - 4,065 31.8 4.4
King Edward VII 18,000 10 14.8 75.7 2,565 - 2,565 33.8 4.4
6 14.8 45.6 1,516 - 1,516 33.2
Africa 18 14.8 126.0 3,720 - 3,720 29.5 4.0
3 14.8 21.9 775 - 775 35.5
香取 16,320 20 16.2 123.9 4,087 - 4,087 32.9 4.0
鹿島 15,600 20 16.2 120.7 3,994 - 3,994 33.0 3.9
Lord Nelson 16,750 15 19.3 78.8 4,670 - 4,670 59.3 3.6
薩摩 17,000 20 16.5 114.8 4,508 - 4,508 39.1 3.8
Dreadnought 23,000 18 17.6 148.5 5,147 - 5,147 34.6 4.5
安芸 21,600 15 18.3 157.8 4,895 585 5,480 34.7 3.9
河内・攝津 25,000 16 19.3 140.4 4,805 174 4,979 35.5 5.0
Orion 27,000 18 16.5 -
扶桑・山城 48,000 24 19.3 198.8 6,160 807 6,967 35.1 6.9
伊勢・日向 56,000 24 19.3 159.0 9,554 - 9,554 60.1 45.4 285 5.9
Queen Elizabeth,
Valiant,
Malaya
56,000 24 16.5 9,120 - 9,120 6.1
Warspite,
Barham
56,000 9,917 - 9,917 5.6
長門・陸奥 66,750 15 19.3 8,341 2,087 10,428 47.6 6.4
13,200 6 40.7 1,892 387 2,735 67.3 13.7 335 4.8
加賀・土佐 79,560 8 19.3 8,023 - 8,023 47.9 9.8
11,440 4 27.5 1,789 - 1,789 65.0 10.8 390 6.7

Name: 艦名
Qd: 計画出力 [hp]、レシプロ機関は指示馬力ihp、タービン機関は軸馬力shpを示す
B: 主缶形式、円は円缶、べはベルヴィール式、ニはニクローズ式、バはバブコック・アンド・ウィルコックス式、宮は宮原式、ロはロ号艦本式を示す
F: 使用燃料、炭は石炭専焼、混は炭油混焼、油は重油専焼を示す
N: 主缶数
Pb: 主缶使用圧力 [kg/cm2]、太字は過熱式
G: 主缶総火床面積 [m2]
He: 主缶総蒸発伝熱(受熱)面積 [m2]
Hs: 主缶総過熱面積 [m2]
H: 主缶総伝熱(受熱)面積 [m2]、 He +Hs
H/G: 主缶伝熱(受熱)面積/火床面積比
Cf: 主缶毎時燃料消費量 [t/hr]
Rc: 主缶燃焼率 [kg/m2-hr]、混焼は石炭換算
Qd/H: 計画出力/主缶伝熱(受熱)面積比 [hp/m2]

<解説>
表中に見るように、主缶の伝熱面積/火床面積比は缶の形式によって一定範囲内に在り、円缶では28〜30、べルヴィール式では19〜23(節炭器を含まず)または29〜35(節炭器を含む)、ニクローズ式では33前後、宮原式では34〜39、ロ号艦本式では60〜68となっています。円缶は煙管式で、炉筒と煙道の周囲が缶水で満たされているため、水管式よりも無駄な放熱が少なく、缶効率の面では有利ですが、反面保有水量が多いことは急速汽醸に不利であり、万一破裂したときの被害も大きいなどの欠点が有るので、艦艇用としては水管式に取って代わられました。水管式同士の比較では、伝熱面積/火床面積比が大きいほど理論上の缶効率は高くなり、べルヴィール式<ニクローズ式<宮原式<艦本式(ヤーロー式)の順となります。

なお、安芸以降は過熱式を採用しているものがありますが、全伝熱面積に占める過熱面積の比率が10%前後では蒸気の過熱度は20〜30℃程度で、凝結防止以上の効果は期待できないものと考えられます。長門級の重油専焼缶では全伝熱面積に占める過熱面積の比率が20%となり、過熱度は55℃(華氏100度)に上昇しました。

燃焼率は、舶用缶(自然通風または押込通風)は機関車用缶(誘引通風)に比べて通風力が弱いため、機関車(石炭専焼)の400〜600kg/m2/hrの1/2前後でしたが、伊勢級・長門級・加賀級と進むに従って前級より50〜55kg/m2/hrずつ段階的に高めていることが判ります。缶にとっては単位伝熱面積当りの蒸発力が増大し、熱的負荷が増えるため信頼性の面で不利となりますが、力量増大の要求に応えるにはやむを得ないとされていました。

伝熱面積1m2当りの出力は、おおむね円缶(石炭専焼)では5〜6hp、べルヴィール式(同)では4〜4.5hp、ニクローズ式(同)では4hp前後、宮原式(炭油混焼)では4〜7hp、ロ号艦本式(同)では5〜7hp、ロ号艦本式(重油専焼)では6〜10hpとなっています。


2-1-2. 装甲巡洋艦/巡洋戦艦

Name Qd B F N Pb G He Hs H H/G Cf Rc Qd/H
O'Higgins 16,250 30 -
浅間・常磐 18,000 12 10.9 106.6 2,920 - 2,920 27.4 6.2
出雲・磐手 14,500 24 19.0 106.5 3,552 - 3,552 33.4 4.1
Drake 30,000 43 21.1 214.6 6,706 - 6,706 31.2 6.3
Monmouth 22,000 31 21.1 149.0 4,675 - 4,675 31.3 4.7
八雲 15,500 24 19.0 115.9 3,599 - 3,599 31.0 4.3
吾妻 16,765 24 19.0 112.3 3,441 - 3,441 30.6 4.9
Giuseppe Garibaldi 14,000 24 15.0 102.0 3,271 - 3,271 32.1 4.3
春日・日進 13,500 8 11.6 82.6 2,252 - 2,252 27.3 6.0
Argyll 21,000 16 15.5 107.9 4,259 - 4,259 39.4 4.1
6 15.5 31.7 878 - 878 27.6
Duke of Edinburgh 23,000 20 14.1 133.7 4,742 - 4,742 35.5 4.0
6 14.1 29.4 1,076 - 1,076 36.5
Minotaur 27,000 24 14.8 -
筑波 19,500 20 16.5 120.2 4,238 - 4,238 35.2 4.6
生駒 20,500 4.8
Invincible 41,000 31 17.6 162.6 9,650 - 9,650 59.3 4.2
鞍馬 22,500 28 16.5 138.0 4,972 - 4,972 36.2 4.5
伊吹 21,600 18 18.3 154.0 4,832 560 5,392 35.0 4.0
Lion 70,000 42 16.5 -
金剛・榛名・霧島 75,000 36 19.3 240.0 14,401 - 14,401 60.0 75.09 313 5.2
比叡 240.0 14,472 - 14,472 60.3 5.2
Tiger 85,000 39 16.5 418.1 15,794 - 15,794 37.8 5.4
Renown 112,000 42 19.3 - 14,604 - 14,604 - 7.7
Hood 144,000 24 16.5 - - -
天城・赤城 107,195 11 19.3 - - - -
24,000 8 -

Name: 艦名
Qd: 計画出力 [hp]、レシプロ機関は指示馬力ihp、タービン機関は軸馬力shpを示す
B: 主缶形式、円は円缶、べはベルヴィール式、宮は宮原式、ヤはヤーロー式、バはバブコック・アンド・ウィルコックス式、イはイ号艦本式、ロはロ号艦本式を示す
F: 使用燃料、炭は石炭専焼、混は炭油混焼、油は重油専焼を示す
N: 主缶数
Pb: 主缶使用圧力 [kg/cm2]、太字は過熱式
G: 主缶総火床面積 [m2]
He: 主缶総蒸発伝熱面積 [m2]
Hs: 主缶総過熱面積 [m2]
H: 主缶総伝熱面積 [m2]
H/G: 主缶伝熱面積/火床面積比
Cf: 主缶毎時燃料消費量 [t/hr]
Rc: 主缶燃焼率 [kg/m2-hr]、混焼は石炭換算
Qd/H: 計画出力/主缶伝熱面積比 [hp/m2]

<解説>
こちらも表中に見るように、主缶の伝熱面積/火床面積比は、円缶では27前後、べルヴィール式では30〜34(節炭器を含む)、宮原式では35〜36、ヤーロー式では60前後となっています。

アーギル(デヴォンシャー級)とデューク・オブ・エディンバラ(同級)は、戦艦キング・エドワード7世級と同様、当時の英海軍で仏起源のべルヴィール式に否定的な意見が沸き起こったため、バブコック・アンド・ウィルコックス式など他方式の水管缶と円缶との混載となったものです。

伊吹は過熱式を採用しており、過熱度は計画では47℃(華氏85度)でしたが、全伝熱面積に占める過熱面積の比率は10.4%しか無いため、実際は25℃程度と考えられます。タービン入口ではさらに低下し、実測値は僅かに12℃でした。

燃焼率は、コレスポンドの戦艦よりやや高めと考えられ、金剛級ではちょうど伊勢級と長門級との中間の値です。
伝熱面積1m2当りの出力は、おおむね円缶(石炭専焼)では6hp前後、べルヴィール式(同)・宮原式(炭油混焼)・ヤーロー(同)では4〜5hpとなっています。


2-1-3. 防禦巡洋艦/軽巡洋艦

Name Qd B F N Pb G He Hs H H/G Cf Rc Qd/H
和泉 5,500 4 6.3 44.6 1,417 - 1,417 31.8 3.9
浪速 7,500 6 6.3 39.3 1,404 - 1,404 35.7 5.3
Charleston 7,650 6 -
畝傍 6,000 9 6.0 36.5 1,435 - 1,435 39.3 4.2
千代田 5,600 6 11.6 24.7 973 - 973 39.4 5.8
松島 5,326 6 12.0 35.1 1,419 - 1,419 40.4 3.8
Baltimore 10,750 4 -
秋津洲 8,400 4 10.5 45.4 1,396 - 1,396 30.7 6.0
須磨 8,384 8 10.5 41.2 1,358 - 1,358 33.0 6.2
明石 7,890 9 47.3 1,325 - 1,325 28.0 6.0
25 de Mayo 14,050 4 -
吉野 15,500 12 10.9 80.8 2,230 - 2,230 27.6 7.2
高砂 15,500 8 10.9 80.8 2,243 - 2,243 27.8 7.0
Chacabuco 15,700 8 -
笠置 17,000 12 10.9 87.8 2,372 - 2,372 27.0 7.2
千歳 15,500 12 10.9 73.6 2,150 - 2,150 29.2 7.2
新高 9,400 16 14.8 70.1 1,935 - 1,935 27.6 4.9
音羽 10,000 10 16.2 56.4 2,422 - 2,422 42.9 4.1
Amethyst 12,000 10 44.0 2,416 - 2,416 52.4 5.0
利根 15,000 16 15.8 88.2 3,083 - 3,083 34.9 4.9
筑摩 22,500 16 19.3
矢矧 19.3 -
平戸 19.3 89.4 4,751 - 4,751 53.2 30.4 340 4.7
Arethusa 40,000 8 -
天龍 46,100 8 18.3 - 3,924 1,032 4,956 - - 9.3
4,900 2 11.4 614 161 775 67.6 4.36 382 6.3
球磨・長良 84,000 10 18.3 - 7,661 - 7,661 - - 11.0
6,000 2 15.0 956 - 956 63.9 5.22 348 6.3

Name: 艦名または級名
Qd: 計画出力 [hp]、レシプロ機関は指示馬力ihp、タービン機関は軸馬力shpを示す
B: 主缶形式、円は円缶、低は低円缶、機は機関車型缶、ニはニクローズ式、宮は宮原式、イはイ号艦本式、ロはロ号艦本式を示す
F: 使用燃料、炭は石炭専焼、混は炭油混焼、油は重油専焼を示す
N: 主缶数
Pb: 主缶使用圧力 [kg/cm2]、太字は過熱式
G: 主缶総火床面積 [m2]
He: 主缶総蒸発伝熱面積 [m2]
Hs: 主缶総過熱面積 [m2]
H: 主缶総伝熱面積 [m2]
H/G: 主缶伝熱面積/火床面積比
Cf: 主缶毎時燃料消費量 [t/hr]
Rc: 主缶燃焼率 [kg/m2-hr]、混焼は石炭換算
Qd/H: 計画出力/主缶伝熱面積比 [hp/m2]

<解説>
主缶の伝熱面積/火床面積比は、円缶では27〜29、ニクローズ式では27前後、宮原式では35前後、イ号艦本式では43前後、ロ号艦本式では63〜68となっています。
なお、新高級のニクローズ式はフランス製、また音羽のイ号艦本式(当初は艦政式と称した)はわが国初のものでした。

筑摩級は3隻中筑摩のみが過熱式で、主缶16基のうち大型の12基のみに過熱器を備えていました。全伝熱面積に占める過熱面積の比率は14.7%で、過熱度は計画で33℃(華氏60度)、実際は31℃でした。
天龍級は過熱式で、全伝熱面積に占める過熱面積の比率は全缶とも20.8%と比較的大であり、過熱度は計画で55℃(華氏100度)、実際も同程度と考えられます。

燃焼率は、艦本式(炭油混焼)で340〜380kg/m2/hrと、コレスポンドの戦艦・巡洋戦艦より高めとなっています。
伝熱面積1m2当りの出力は、おおむね円缶(石炭専焼)では6〜7hp、ニクローズ式(同)・宮原式(炭油混焼)・イ号艦本式(同)では5hp前後、ロ号艦本式(同)では6.5hp前後、ロ号艦本式(重油専焼)では9〜11hpと、やはり戦艦・巡洋戦艦より高めとなっています。言うまでも無く、信頼性の多少の低下を忍んでも、缶の大力量による高速力発揮という用兵上の要求を満足するためで、これは次項の駆逐艦においてより顕著となります。


2-1-4. 駆逐艦

Name Qd B F N Pb G He Hs H H/G Cf Rc Qd/H
Desperate
(30-knotter)
5,700 3 15.5 -
東雲 5,400 3 15.5 18.1 1,006 - 1,006 55.6 5.4
6,500 4 17.6 22.3 1,208 - 1,208 54.2 5.4
朝潮(白雲級) 7,000 4 16.2 23.4 1,338 - 1,338 57.1 5.2
春雨 6,000 4 17.6 20.4 1,086 - 1,086 53.1 5.5
追風(神風級) 6,000 4 20.4 1,066 - 1,066 52.2 5.6
Afridi (Tribal) 16,500 6 15.5 - - - -
海風・山風 6,280 2 17.6 - 770 - 770 - 3.99 - 8.2
14,220 6 43.0 2,309 - 2,309 53.7 17.88 416 6.2
9,500 5 17.6 -
浦風 22,000 3 18.3 - 1,677 412 2,089 - 12.25 - 10.5
5,700 2 17.6 - 925 - 925 - 5.44 - 6.2
3,800 2 12.3 764 - 764 62.2 4.54 369 5.0
磯風 20,250 3 18.3 - 1,927 - 1,927 - 12.25 - 10.5
6,750 2 15.4 845 - 845 54.9 6.17 400 7.9
10,000 2 18.3 - 1,006 - 1,006 - 6.53 - 9.9
6,000 2 13.5 780 - 780 58.0 5.63 417 7.7
11,500 2 18.3 - 1,082 - 1,082 - 6.53 - 10.6
6,000 2 13.5 780 - 780 58.0 5.63 417 7.7
谷風 34,000 4 18.3 - 2,451 595 3,046 - 18.15 - 11.1
21,500 3 18.3 - 1,823 1,823 - 11.03 - 11.8
若竹 21,500 3 18.3 - - -
峯風 38,500 4 18.3 - 2,644 645 3,289 - 19.96 - 11.7
神風(2代) 38,500 4 18.3 - - -

Name: 艦名または級名
Qd: 計画出力 [hp]、レシプロ機関は指示馬力ihp、タービン機関は軸馬力shpを示す
B: 主缶形式、ソはソーニクロフト式、ヤはヤーロー式、イはイ号艦本式、ロはロ号艦本式を示す
F: 使用燃料、炭は石炭専焼、混は炭油混焼、油は重油専焼を示す
N: 主缶数
Pb: 主缶使用圧力 [kg/cm2]、太字は過熱式
G: 主缶総火床面積 [m2]
He: 主缶総蒸発伝熱面積 [m2]
Hs: 主缶総過熱面積 [m2]
H: 主缶総伝熱面積 [m2]
H/G: 主缶伝熱面積/火床面積比
Cf: 主缶毎時燃料消費量 [t/hr]
Rc: 主缶燃焼率 [kg/m2-hr]、混焼は石炭換算
Qd/H: 計画出力/主缶伝熱面積比 [hp/m2]

<解説>
主缶の伝熱面積/火床面積比は、ソーニクロフト式では55〜57、ヤーロー式では54前後、イ号艦本式では52〜54、ロ号艦本式では54〜62となっています。

浦風・谷風級・峯風級は過熱式で、全伝熱面積に占める過熱面積の比率はいずれも19.5%前後ですが、過熱度は燃焼率の高めなことを考え合わせると、やはり55℃程度と考えられます。

燃焼率は、360〜420kg/m2/hrと、同時代の軽巡洋艦よりさらに高めとなっています。

伝熱面積1m2当りの出力は、おおむねソーニクロフト式(石炭専焼)では5〜5.5hp、ヤーロー式(同)では5hp前後、イ号艦本式(同)では5.5hp前後、ヤーロー式(炭油混焼)では10hp前後、イ号艦本式(同)では8hp前後、ロ号艦本式(同)では5〜8hp、ロ号艦本式(重油専焼)では6〜12hpとなり、また同一形式の缶でも時代とともに数値が増大しています。


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