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グローエンジンとは、圧縮と、燃焼室にあるグロープラグの熱とによって、燃料の着火を行う内燃機関の一種。焼玉エンジン、焼玉機関とも言われる。英語では "Hot bulb engine" と呼ばれる。また、その点火方法の特徴からセミ・ディーゼルと呼称する文献もある。

1886年にイギリスのハーバート・アクロイド・スチュアート(Herbert Akroyd-Stuart 1864-1927)が考案した。主として重質の石油系燃料を使用する点は他の多くの内燃機関と同じであるが、ディーゼルエンジンのごとき精巧な点火機構を持たないことを特徴とする。

◆ 構造・性質

基本的なレイアウトは、ガソリンエンジン等の一般的なレシプロ式内燃機関と同じで、2ストローク機関と4ストローク機関のいずれも存在する。

特徴は点火機構である。始動時、ヘッド部分の蓄熱部品である鋳造の「焼玉」を外部からバーナーで加熱して蓄熱させる。

外部から初動回転を与えて始動させることは、他のレシプロ式内燃機関の多くと変わりはない。始動以降は、焼玉が燃料の爆発により連続して熱を維持することで、繰り返しての自然着火を継続する。このため、起動したのちは焼玉への加熱を必要としない。

低圧縮な火花点火式の石油発動機よりは効率が良く、外部の熱で発火を手助けするという構造上の特徴から重油等の粗悪な燃料にも耐え、ガソリンの様な高価な燃料を必要としない。また噴射機構もディーゼルエンジン程の精巧さは要求されず、製造が容易なことから、石油発動機共々世界各国で汎用エンジンとして普及した。

しかしこの機関はディーゼルエンジンに比して、低圧縮比ゆえに燃費が悪く、高回転・高出力を得にくかった。また出力の低さの割に容積・重量が大きいという弱点もあった。

このため、経済性に優れた小型ディーゼルエンジンの発達に伴って、1950年代以降、産業用や民生用の一般的動力としては世界的に廃れた。

焼玉の助けを借りるとしても圧縮点火機関であり、歴史的には小型ディーゼルエンジンの前身とも言える。

現在は、類似した構造のエンジンが模型用としてのみ多用されている(但し、模型用はキャブレターを持ち、噴射ポンプを用いない)。

模型用のものは、気化器によりアルコール系燃料と空気との混合気を吸入し、点火は電熱を用いたグロープラグが用いられ点火時期は殆ど自然に決定され(調整不能である)ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの折衷的な作動原理となっている。

◆ 日本でのグローエンジン(焼玉エンジン)

H.A.スチュアートのグローエンジンは、日本にも19世紀末期に移入されたが、構造の簡易さから、ほどなく20世紀に入ると日本でも国産化された。高い工作精度を必要とせず、多くの中小メーカーが(スチュアートの特許有効期間中からこれを公然と侵害して)製造するようになった。

これらは、ボイラーなどの大がかりな設備を要する蒸気機関を用いるまでに至らない、小規模な定置動力や小型船舶等の需要に好適で、高度な技術も要さなかったため、第二次世界大戦以前の日本では広く普及していた。

◇ 焼玉船(ポンポン船)

この種のエンジンは、その簡易さと廉価さによって、明治時代末期から動力化が求められていた小型漁船・渡船などに多く搭載された。焼玉機関搭載の小型動力船は、リズミカルな独特の爆音を立てて航行することから「ポンポン船」と呼ばれ、漁港や河川ののどかな風物詩として親しまれたが、1960年代までには廃れている。構造的には、2ストロークで、重油を燃料とするものがほとんどを占めていた。

また、太平洋戦争中の日本では、小型漁船のみならず、ある程度の大きさを持った内航航路向け船舶にも焼玉エンジンを使用する例が存在した。日本の戦時標準船(戦標船)のうち、1942年12月に規格が決定された第二次戦標船の一つで870総トン級の小型貨物船である2ED型船は、搭載機関を400PS級のディーゼル機関か焼玉機関としており、実際に焼玉機関を積んで製造されたものもある。高性能なディーゼルエンジンはより重要度の高い軍艦や大型船向けに製造設備を振り向けられたため、小型船向けの不足は焼玉エンジンで代用せねばならなかったのが実情であった。また徴用などによって民間から戦時標準船の乗組員になったものは、焼玉エンジンに慣れている一方高性能エンジンの取扱には不慣れであったことも理由の一つであった。この粗末な構造の貨物船は、最高速力9.4ノットという低速に過ぎなかった。

◇ 鉄道用動力

鉄道車両用に使用された例も限られた事例ながら存在する。

1904年から1910年にかけ、福岡鉄工所(大阪府に所在した零細企業)によってこの種の機関(焼玉点火で2ストローク、出力5馬力→7馬力)を搭載する「石油発動車」と称する内燃機関車が開発・製造された。日本で内燃機関を鉄道車両に用いたもっとも早い例である。蒸気機関車と類似した外観で、車軸をチェーン駆動する構造である。

この機関車を使用した鉄軌道は筑後軌道・祐徳軌道など筑紫平野を中心とした福岡県・佐賀県域に営業していた914mm軌間の非電化軌道を中心に数社のみであるが、製造輌数は筑後軌道が47輌も購入したこともあり、総計で60輌を超えている文献によっては80輌以上とするものもあるが譲渡された車両を重複計算している可能性あり。。

この機関車は非力で、客車1両程度の牽引が精一杯であり、故障も多かった。しかし当時の非電化軌道線の動力の多くは馬力(馬車鉄道)であり、車輛の連結運転も規制され2輌以上の連結運転が出来なかったこともあり、「石油発動車」の登場は馬力に代わるものとして注目を集めたようである。導入後早い時期に扱いがたさに閉口して使用をあきらめた事業者があった他、車輛の連結運転規制が緩和され2輌以上連結運転が出来るようになると、蒸気機関車に置き換えられた例も見られ、新規の製造は終了した。残った機関車についても1920年代中期以降、乗合自動車の普及が進んだことで営業していた軌道線自体が廃止されたため姿を消している。

最後の使用例は、羽犬塚-黒木間で軌道を経営していた南筑軌道で、平坦な線形に助けられたこともあり、1914年の導入開始から1940年6月に全線が廃止されるまで実に25年以上にわたり、この機関車を使用し続けていたことが知られている最大在籍輌数は20輌。廃線前の1939年4月に偶然同地を訪れた牧野俊介が撮影した写真と記述(『昔々の軽便のアルバム 自転車に抜かれたコッペルたち』プレス・アイゼンバーン、1980年、pp94-99)によれば、当時少なくともNos.2・7・10・12・18の5両が現役として存在し、車庫には10両分以上の石油発動車用部品が蓄積されていたという。なお、1934年の段階で羽犬塚-黒木間の路線長は17.2km、自動車では所要50分のところを石油発動車は1時間20分かけて運行していた。。

◆ その他

過熱した状態のガソリンエンジンが、点火プラグによる火花点火なしに、グローエンジンと同じく、圧縮された燃料に自己の蓄熱で自然着火してしまう状態を繰り返し、停止しなくなるトラブルを「ディーゼリング」と言う。

グローエンジンは、「1950年代以前に盛んに使われた簡易型の内燃機関」という共通性から、火花点火式の石油発動機(ケロシンエンジン、オイルエンジン)などと混同されることが多いが、現実には、点火方式の相違から両者は別種のエンジンと言うべきものである。

◆ 脚注

◆ 関連項目

・ ディーゼルエンジン

◆外部リンク

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