スターリングエンジンの潜水艦「そうりゅう」引渡(2009.04.05)

スターリングエンジンを補助エンジンとした潜水艦「そうりゅう」が三菱重工から防衛省へ３月３０日に引き渡されたようです。

スターリングエンジンは、補助エンジンとして使用され、大気から酸素を取り込む必要が無いということです。

なるほど。何となく分かったような気がします。スターリングエンジン搭載の潜水艦が建造されるという記事を最初に見たのは２～３年くらい前だと思いますが、なぜスターリングエンジンを搭載する必要があるのか理解できないままでした。

スターリングエンジンは、熱源があればエンジンが動き、エンジンを動かすために化石燃料を燃焼させる必要性はないわけです。

恐らく今回の潜水艦は、メインエンジンで発生した高温の冷却水か排気ガスをスターリングエンジンの熱源として利用し、補助エンジンとしてスターリングエンジンを動かす仕組みなんでしょうね。

面白いね。１００年以上昔の技術であるスターリングエンジンが最新鋭の潜水艦に使われるというのは。

以下、産経ニュースより。

「海上自衛隊の新型潜水艦「そうりゅう」（２９５０トン）の引渡式が３０日、神戸市兵庫区の三菱重工業神戸造船所で行われ、防衛省などの関係者約３００人が出席した。

　補助エンジンとして大気中から酸素を取り込む必要のない「スターリング機関」を搭載した新型艦の１番艦で、全長８４メートル、幅９・１メートル。建造費は約６００億円。平成１９年１２月に進水し、同造船所で艦内装備を整えていた。」

スターリングエンジン搭載のハイブリッドカー

セグウェイの発明者がスターリングエンジンを搭載したハイブリッド車を開発したというニュースが入ってきました。

スターリングエンジン搭載といっても、スターリングエンジンで駆動するのではなく、バッテリーとモーターで動くようです。

スターリングエンジンはバッテリーの充電用のような感じでしょう。

スターリングエンジンというと、なかなか小型化できないというイメージがありましたが、車に搭載できるぐらい小型できるんだね。

スターリングエンジンの潜水艦があるぐらいだから、スターリングエンジンの自動車があってもおかしくないよね。

以下、Slashdotの記事より。

「セグウェイを発明したディーン・ケーメン氏が今度はスターリングエンジンと電気自動車を組み合わせた世界初の「スターリング・ハイブリッド・電気自動車」を開発した（UnionLeaderの記事、/.本家記事）。
この車は2000年に製造中止されたフォード社の電気自動車Ford Thinkを改造して作られ、リチウム電池とともにスターリングエンジンを搭載している。デフロスターやヒーターなど、バッテリーを多く消費する機能はほとんどこのスターリングエンジンによって電力が供給されるため、バッテリーのほぼ全てを駆動にあてられる仕組みになっている。搭載されているスターリングエンジンはケーメン氏が設立したDEKA Research and Developmentで開発され、バイオディーゼルや天然ガスなどのクリーンな燃料をを始めとして、どのような燃料でも使用できるとのこと。クリーンな燃料を使えば一回の充電で60マイル程（約96km）をほぼゼロ排出で走行可能で、バッテリーが低下したらスターリングエンジンで充電出来るため電池切れで立ち往生する心配もない。
この車の製品化にノルウェーの会社が名乗りを上げているとのことだが、ケーメン氏はこれを独占的な形にするつもりはなく、新しいハイブリッド･カーが広く普及することを期待しているとのこと。」

スターリング・エンジンの空冷ファン

スターリング・エンジンというと、どうしても大きな物体を想像しがちですが、台湾のマザーボード・メーカーMSIがマザーボード用の空冷ファンを作ったそうです。

ノートパソコンには無理なようだけど、デスクトップなら何とかなるかも。

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バイオマス利用のスターリングエンジン

中部電力がおがくずを使ったスターリング・エンジンの試作機を作ったという記事が載っていました。やはりスターリング・エンジンは大きいですね、５５キロ・ワット（約１０世帯分の電力）でかなりの大きさの発電機ですからね。これで全国的な電力供給を考えると気が遠くなりそうですが、そもそもスターリング・エンジン自体が小規模発電向きなのかもしれませんね。間伐材でも発電できるということですから、木質系バイオマスの利用に一役かってほしいものです。この発電機は１台いくらくらいするんでしょうね。

以下、読売新聞からの転載です。

「おがくずなどの自然燃料を使った発電機「バイオマス利用スターリングエンジン」の試作品が、中部電力の技術開発本部（名古屋市緑区）で完成し、２１日に報道陣に公開された。９月から試験運転を始め、２～３年先の実用化を目指す。

　中電が新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）などと共同で２００４年度から開発してきた。

　間伐材や木くずを燃やして出る熱でエンジンを回して発電する。出力は５５キロ・ワットで、約１０世帯分にまかなう電力に相当する。自然燃料を使っているため、二酸化炭素の排出量を削減できる。

　同様の発電機は、出力数キロ・ワットのものを他社が実用化しているが、５０キロ・ワットを超える製品はまだないという。中電は将来、製材所などに販売したい考えだ。」

スターリング・エンジンの潜水艦

スターリング・エンジンというと外燃機関で、バイオマスのエネルギー化に適しているエンジンというイメージがありますが、日本でこのスターリング・エンジンの潜水艦が計画されているそうです。この記事は韓国の朝鮮日報の記事ですが、軍事関係にあまり興味の無い私にとっては驚きの記事でした。

以下、朝鮮日報の転載です。

「東海（日本海）で日々音もなく展開している米・日・中・ロ・韓国・北朝鮮間の潜水艦作戦に、韓国の新しい切り札が登場した。

　9日、従来型の潜水艦に比べ、作戦能力と基本性能を大幅に強化した214級潜水艦の「孫元一（ソン・イルウォン）艦」が蔚山現代重工業から進水した。

　米国、ロシア、中国の大型原子力潜水艦には及ばないとしても、ディーゼル・電池を動力に使う現行の潜水艦のなかでは最高の性能と評価されている。孫元一艦の配備により、韓国海軍の水中作戦の範囲は韓半島沿岸からフィリピン、中国海南島にまで拡大した。

　1800トン級の孫元一艦は、韓国海軍の主力である209級（1200トン級）を製作したドイツ企業HDWが従来型をさらに高性能なものに改良したもの。従って従来型の潜水艦に比べ、完全に新しい次元の潜水艦だ。それだけに水中作戦能力も大幅に向上している。

　原子力潜水艦は理論上数カ月にわたって水中に潜んだまま展開できるが、ディーゼル・電池を動力として使う従来型の潜水艦は1日に1回以上水面近くに浮上し、空気の供給を受ける「シュノーケリング」を行わなければならなかった。これはディーゼルエンジンを稼動し、潜水艦の動力源である電池を充電するためだ。この際に、敵の海上哨戒機や艦艇のレーダーなどに探知されることが、従来型潜水艦の最も大きな弱点だった。

　しかし214級潜水艦は2～3週はシュノーケリングする必要がない。空気がなくても水中で稼動できる「大気独立推進システム」（AIPS・Air Independent Propulsion System）を備えているためだ。これまでの209級や北朝鮮のロミオ級、日本のおやしお・はるしお級、中国の宋級などの従来型潜水艦は1日に1度は敵方に露出するのを避けられない反面、214級は少なくとも2週間ほどは比較的安全に展開できる。

　そのため214級は既存の209級に比べ、6倍以上の戦闘力を持つと高く評価されている。海軍の潜水艦に詳しい専門家は「214級が日本のおやしお・はるしお級、中国の宋・明級などに比べ、大きさはやや小さいにしても実際の戦闘力の面では上回っている」と話した。

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　AIPS 潜水艦の配備は知られているかぎりでは、北東アジアでは韓国が最初の試みだ。潜水艦強国の日本では現在、AIPSに似た「スターリングエンジン」を装備した16SSと呼ばれる4200トン級（水中排水量）の潜水艦を建造中で、2008年頃に配備する予定だとされている。世界的にはドイツ、スウェーデン、フランス、ギリシャ、イタリア、ロシア、日本などがこうした形態の潜水艦を保有または、開発を行っている。

　孫元一艦には計40人の乗組員が乗船する。だが以前に比べ水の中で長く作戦できる分、乗組員にはいっそうの忍耐が要求される。奥行き65.3メートル、幅6.3メートルの狭い空間で太陽を見ることなく長時間生活しなければならないからだ。

　同潜水艦の1隻当たりの価格は3500億ウォン（約418億円）に達する。海軍は2018年頃までに総9隻の214級潜水艦を保有する計画だ。進水式には盧武鉉（ノ・ムヒョン）大統領夫妻を始め、尹光雄（ユン・グァンウン）国防長官、李相憙（イ・サンフェ）合同参謀議長を始めとする軍首脳部らが出席した。

ユ・ヨンウォン軍事専門記者 」

スターリングエンジンの仕組み

独立行政法人　産業技術総合研究所のＨＰでスターリングエンジンの動きが動画で見れるページを見つけました。説明も平易でわかりやすいです。

産業技術総合研究所のＨＰへ

スターリングエンジンの発電実験

大阪で小型スターリングエンジンを使った発電実験が行われているようです。
間伐材をエネルギーとして利用する場合、外燃機関のスターリングエンジンが適しているようです。一度、見に行きたいと思います。

以下、東京新聞からの転載です。

「大阪府吹田市の万博記念公園にある「けやきの丘」で、小型スターリングエンジンを使った発電システムの実験運転が進んでいる。

　森林保全やバイオマス（生物資源）の活用に取り組む大阪府松原市の特定非営利活動法人（ＮＰＯ法人）「里山倶楽部」が協力し、間伐材を燃料に４年間運転、本格的に発電できるようにしていく計画。日本万博記念機構によると、小型スターリングエンジンを使った発電システムは国内で初めてという。

　スターリングエンジンは外側から加熱し、膨張した空気の圧力をエネルギーに変える外燃エンジン。ガソリンなどを燃やす内燃エンジンと違って熱源を選ばず、有害な排ガスや騒音を抑えられる。」