- 73 - ４-３-７. 新船建造する場合の基本仕様 燃料電池漁船を新造船として建造する場合は、設計の自由度を生かした次世代型を考えた 発想の試設計が望ましい。今回、以下の理由により推進方式をウォータージェット推進にし た。 ウォータージェット推進は、排水量増大時の船速不利があり、低速域での推進効率はシャ フト式と比べ低いが、舵やキールなど付加物が無くなり船体抵抗が減尐すること、重量が軽 くなること、モータを船尾部に設置でき、機関室内の機器配置の自由度が増すこと、２基の ウォータージェットの採用でサイドスラスターが不要になること（今回は風が強い日の操船 の容易さを考慮して船首部のサイドスラスターを残した。）、またそのウォータージェット 2 基をジョイステックで操作することで操舵装置類の設置が不要になる利点があること、今回 の養殖作業船の実用船速が 10 ノット程度であり、速度を要求しないことを考慮し、更に、ロ ープ類の巻き込みが無く安全に操業できることからウォータージェット推進で試設計を行っ た。 なお、油圧駆動の漁労機器類も全て電機駆動にする方法もあるが、調査検討結果、現状で は、給餌機の電動製品が製造されていないこと、キャプスタンやサイドスラスターにおいて 電動製品では性能容量が小さく、同程度の性能品でも、寸法がかなり大きく定格出力時間が 短いことや、かなり重量が大きくなることが判明した。このため、漁労機器については、改 造の場合と同様に油圧ユニット装置を介した駆動方法で基本仕様をまとめた。 図4-3-8 電動キャプスタンと電動サイドスラスター ＜電動キャプスタン＞ ・巻取能力：1 トン ・巻取速度：13ｍ/min ・巻胴直径：200φ ・電動機：６P-3.7k ・型式：ECM-1 （㈱大同重機製作所製） ＜電動サイドスラスター＞ ・DC24V 5kW 型 ・出力：５kW/2 分定格 (3kW/15 分定格) ・プロペラ最大回転数 2000min-1 (1650 min-1) ・ダクト口径：200φ ・質量： 55kg ・型式：SD200U-E (第三舶用工業㈱製） ・ ・ 図4-3-9 新造船の場合に採用したウォタージェット （㈱石垣のHP）
- 74 - 4-3-7-1. ウォータージェット ウォータージェット 2 基を搭載し、別々の電動機でそれぞれ駆動する方式とする。これに より船尾側のサイドスラスターを省くことが出来、操舵装置も不要とすることが出来る。 その操作要領図と操作するジョイステックを示す。 表4-3-8 新造船の場合の養殖作業燃料電池漁船の主要機器及び寸法 図4-3-10 ウォータージェットのジョイステック操作と船の動き ( ㈱石垣 提供 ) No 名 称 数 量 備 考 1 電動機 (推進用） 2台 定格出力 ６５ｋW / 寸法 1165×530×740 2 ウォ-タージェット 2基 石垣製 IWJ-A025型 3 電動機 (油圧ユニット装置用） 1台 定格出力 ４５ｋW /寸法 947×485×528 4 水素燃料電池 1台 定格出力 １３０ｋW /寸法 950×300×240 5 水素高圧ボンベ 8本 70MPa ・内容積 224ℓ /寸法 600φ ×1500 6 リチウムイオン電池 8式 セル数 17 /寸法 455×325×130 7 コントロールボックス 1台 定格電圧 500V～440V /寸法 800×400×1200 8 コンバータ 1台 24Ｖ制御電源充電（DC-DC） 9 油圧ユニット装置 1台 EZ-442-2型 /寸法 849.7×760×520 10 給餌機 1台 サンコ－・テクノ製 MSH700KT型 2000×870×1500 11 投餌機用ブロア 1台 サンコ-・テクノ製 450×450×550 12 キャプスタン 2基 巻揚荷重1000kgf /寸法 360φ ×660×ドラム径160φ 13 サイドスラスター １基 船首側 - 河上船舶機器製 KTHS-250 型 14 散水用ヤブスコポンプ 1台 油圧駆動海水ポンプ（高澤製SP-500L-1) 15 雑用水ヤブスコポンプ 1台 高澤製 KP150-11/4BCH (電磁クラッチ付） 16 高圧洗浄機 1台 中央工業製 TNF型 寸法 438×290×353 17 オイルクーラー 1式 山本機工製 ラインクーラー YLC-50 18 操舵装置用ポンプ 1台 マロール PU型、寸法 334×210×336 19 バッテリー（12V) 2個 制御電源用 24V
- 75 - 図4-3-11 ウォータージェット 2 基による真横移動と斜め移動のジョイステック操作 ( ㈱石垣 提供 ) 図 4-3-12 後進バケットの箱形の 場合の舵効きと向き ( ㈱石垣 提供 ) 図 4-3-13 後進バケットのバケット型 の場合の舵効きと向き ( ㈱石垣 提供 )
- 76 - 4-3-7-2. ウォータージェット駆動用電動機 ２基のウォータージェットの駆動は、65ｋＷの各電動機で駆動することとする。 インバーター盤からの制御により、130ｋＷの燃料電池と、搭載しているリチウムイオン電池 からの電源供給により制御する。 4-3-7-3. 制御盤（コントロール盤） 130ｋＷの水素燃料電池と 50ｋＷのリチウムイオン電池からの電源により、推進用の電動 機(130kW)と漁労機器類の油圧ユニット装置を駆動する電動機(45kW)およびウォタージェッ ト駆動用の電動機(65kW×2 基)の電力系統図を以下に示す。 図4-3-14 三相誘導電動機 (㈱明電舎外形図より) ＜ 要 目 ＞ 出力 ： 65 kW 回転数： 4,000 min-1 周波数： 60 Hz 電圧 ： 340 V 極数 ： 2 P 重量 ： 470 kg 耐震 ： 2 Ｇ 図4-3-14 養殖作業船の電力系統図
- 77 - ４-３-８. 新造船の重量比較と船速推定 水素燃料電池を搭載した次世代型の養殖作業船を新造した場合の重量計算を行い、既存船 との比較を行った。また、その排水量を元に船速を推定した。 表 4-3-9 に重量重心の比較計算書を示す。 表4-3-9 既存船と新造時の重量重心の計算表
- 78 - 既存船と新造した場合の重量の増減を比較した結果、既存船より 840kg 重く、24,189kg で あったが、改造する場合とでは、往航時で 493kg 軽くなった。 その内訳は、船体部では、船体構造がキール式から船底フラット式になったため 1,365kg 減となる一方、推進部においては、高圧水素タンクを 8 本積載したこと、およびコントロー ルボックスが大型化したことにより、既存船より＋2,891kg となり、艤装部分では、ウォー タージェットを 2 基搭載したことから、船尾側のサイドスラスターが不要となり既存船から 55kg 減となり、搭載物関係では、燃料の A 重油と水素ガスの積載重量差から 631kg 減となり、 結果、往航状態で既存船より 840kg 重い計算になった。 改造した場合との比較では、船体構造の違いなどにより船体部で 1,495kg 減になり、推進 部では、高圧水素ボンベを改造船の 5 本に対し 8 本積載したことなどにより＋1,036kg にな り、艤装部分では、船首部のサイドスラスター不要で 55kg 減となり、搭載物では、ボンベの 水素ガス量の違いから＋21kg となり、往航状態で改造する場合と比較すると 493kg 軽くなる 計算結果になった。 往航時と復航時の排水量の増減は、改造時の場合と同様に搭載した餌の 11 トンと燃料の消 費分の重量の違いとなる。また、往航時での既存船と比較した重心位置は、0.52ｍから 0.88 ｍと 0.36ｍ後方に移動することになる。改造船の場合からでも 0.24ｍ後方に移動したのは、 船体構造をキール式から船底フラット型のウォータージェット推進にすることにより、推進 機および駆動用モータが船尾側に配置されたことによる。 上述内容の既存船と改造船、新造船の場合における重量および往航と復航時の排水量の比 較表を表 4-3-10 に示す。 結果、新造船の合計重量は改造船に比べ約0.5 トン軽くなる。特に船体部はウォータージェ ット推進にすることにより大きなキールが不要となり約1.5 トン軽量化となる。一方推進部は 水素タンクが5 本から 8 本に増えることなどにより約 1 トン増加する。全体では、既存船に 比べると約0.84 トン増加する。しかしキールが無くなり船底フラットになったことより、船 体抵抗が減尐したことから、新造船の推定船速は、既存船とほぼ同じ速度になると推定される。 これまでの内容で、排水量の比較を表 4-3-10 に、新造した場合の船速と軸出力の関係を図 4-3-15 に、推定船速を表 4-3-11 に示す。 表4-3-10 既存船と改造船および新造船の各部位での重量比較と往航､復航時の排水量比較
- 79 - ４-３-９．新造船の重心について 新船建造した場合における重心位置について、前述の表 4-3-9 の重量重心計算表より、表 4-3-12 に整理した。重心位置は、新造した場合に前後位置(MG)は、既存船より往航時で後方 に 0.36m、復航時で 0.59m 後方に移動する。改造船とは、往航時 0.24ｍ、復航時 0.48ｍと やはり後方に移動する。重心高さ(KG)は、既存船より、新造した場合の方が重量が 0.84 トン 重くなったが、船体構造の違いから往航時で0.05m 高く、復航時でも 0.46ｍ高くなった。 改造の場合からでは、往航時0.06ｍ高く、復航時は、0.49ｍ高くなった。 また、横メタセンター高さ(GM)については、既存船に対し新造船では往航時 0.15ｍ大きく なり、復航時で0.45ｍ小さくなった。改造船との比較では、往航時 0.29ｍ大きく、復航時で 0.12ｍ小さくなっている。新造船については、往航時は、既存船と改造船より安定性が良い が、復航時ではどちらの船よりも若干小さくなるが、十分な安定性を有している。 往航時 復航時 排水量(t) 24.2 13.2 軸出力（kW) 121 船速（ノット） 9.0 9.6 表 4-3-11 新造した場合の推定船速 図4-3-15 新船の場合の船速と軸出力の関係 表4-3-12 既存船と改造船および新造船の重心位置と GM 値の比較
- 80 - ４-３-１０. 既存船と新造船の復原性 操業における安全性の面から復元性についても、既存船と新造船の場合について検討を試 みた。どちらの船の場合も、積荷状態における安全性が重要となることから、排水量がもっ とも大きい往航時の状態で計算を行った。 平水区域で操業する小型漁船の復原性については明確な基準が無いため、小型船舶安全規 則【乙基準】、航行区域は限定沿海に照らして検討した。 復原性曲線を図4-3-16 と図 4-3-17 にその計算表を表 4-3-13 に示す。 検討結果、既存船も新造船についても、乾舷、ＧＭ値、Ｃ係数ともに基準を満足しており復 原性に関する問題はなかった。 図 4-3-16 既存船の往航時の復原力曲線 図4-3-17 新造船の往航時の復原力曲線 ・・・GM の接線 ・・・静復原力曲線 ・・・動復原力曲線 ・・１ラジアン(57.3°) の垂線 ※原点における GM の接線の傾斜度 （tan）はメタセンター高さを表し、 １ラジアン(57.3°)の垂線との交点ま での垂線の高さが、メタセンター高さ に等しくなる。
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- 82 - ４-３-１１. 新造船の場合の一般配置図
つぎに新造船の基本仕様に基づき建造した場合の一般配置図及び機関室配置図および船 体断面図を示す。
