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SLのしくみと図鑑

ぐんまを走るSLと客車たち

D51形蒸気機関車のしくみ

D51形蒸気機関車の図解

ナンバープレートの記号

ナンバープレートの図解

蒸気機関車の代名詞「デゴイチ」D51 498は本線を走る唯一の実機 D51 498

D51 498

D51形蒸気機関車(デゴイチ)は、貨物用の「力持ち」の機関車として、1936(昭和11)~1950(昭和25)年にかけて1115両が製造された。この数は、日本の機関車の一形式として最も多い。D51形は人気もあり、今も「デゴイチ」は蒸気機関車の代名詞になっている。D51 498は、D51形の498番目の機関車として、1940(昭和15)年11月24日に旧鉄道省鷹取工場(兵庫県神戸市)で製造され、岡山・大阪・福島・新潟などで、1972(昭和47)年まで32年間活躍した。引退後は、上越線の後閑駅前で「静態保存」されていたが、1988(昭和63)年に「動態保存」の蒸気機関車として復活した。復活記念運転では、当時来日していた「オリエント急行」をけん引し、その後は上越線(高崎駅-水上駅)の「SLみなかみ」、信越本線(高崎駅-横川駅)の「SL碓氷」を中心に、東日本全域で、さまざまなイベント臨時列車として活躍している。

D51498データ

●1940(昭和15)年11月24日製造
●旧鉄道省鷹取工場(兵庫県神戸市)
●長さ:19.73m/幅:2.936m/高さ:3.98m
●動輪直径:1.4m
●機関車重量:79.0t/炭水車重量:47.0t
●石炭積載量:8t ●水タンク容量:16㎥
●最高速度:85km/h(復活前)

旅客列車用機関車「シロクイチ」 C61 20 もD51 298同様オンリーワン C6120

C6120

C61形蒸気機関車(シロクイチ)は、戦後の旅客輸送の需要急増に応え、旅客列車用の機関車として、1948(昭和23)〜1949(昭和24)年に33両が製造された。D51形のボイラーを使い、大きな動輪を組み合わせ、「快適な乗り心地で、スピードが出る」という旅客用の機関車の要件を満たすように、当初、自動投炭装置が設置されていた。C61 20は、C61形の20番目の機関車として、1949(昭和24)年8月1日に三菱重工業三原製作所(広島県三原市)で製造され、青森・岩手・宮崎などで、1973(昭和48)年まで24年間活躍した。引退後は、1974(昭和49)年から、伊勢崎市華蔵寺公園遊園地で「静態保存」されていたが、2011(平成23)年に復元された。東日本大震災からの復興を願う「がんばろう日本!」と書かれたヘッドマークを掲げ、「快速SL C61 復活号」としてデビューし、その後はD51 498とともに、上越線(高崎駅-水上駅)の「SLみなかみ」、信越本線(高崎駅-横川駅)の「SL碓氷」を中心に、東日本全域で、さまざまなイベント臨時列車として活躍している。

c6120データ

●1949(昭和24)年8月1日製造
●三菱重工業三原製作所(広島県三原市)
●長さ:20.375m/幅:2.936m/高さ:3.98m
●動輪直径:1.75m
●機関車重量:78.8t/炭水車重量:42.0t
●石炭積載量:6.2t ●水タンク容量:16㎥
●最高速度:100km/h(復活前)

C6120復元への道

SLがけん引する客車たち

旧型客車

旧型客車は1955~1965年以前に製造された客車の総称。当時の状態を留めている木製の内装を残し、昔ながらの雰囲気が漂う客車でノスタルジックな旅を味わえる。暖房はSLからの熱源供給による蒸気暖房を用いる。ちなみに古い車両なので、冷房はない。高崎支社に7両配置。

12系客車

12系客車は1969~1978年まで製造された急行形座席客車。1970年開催の大阪万博等の旅客増大に対応するためにつくられた。ブルーの車体が印象的。冷暖房装置搭載や自動ドアの客車初採用など、その後の国鉄客車のモデルとなった。オリジナルの姿を留める貴重な客車。

SLは、どうして動くの?どのように運転しているの?

電気機関車(電車)は、「電気」で動く。蒸気機関車(SL)は、「蒸気」で動く。

「蒸気」で動くから、「蒸気機関車」。「石炭で動く」わけではない。石炭をくべるのは、石炭を燃やしてお湯をわかし、発生した蒸気をエネルギーにして、動輪を回すんだ。

もうすこしくわしく説明してみよう

蒸気機関車

なぜ、蒸気機関車は動くのか?
D51やC61などの蒸気機関車のカラダは、円筒形をしている。円筒形のカラダのほとんどは、蒸気を発生させる「ボイラー」という装置になっている。ボイラーは、石炭をくべる「火室(かしつ)」と、水がたくさん入った「ボイラー胴」に大きく分けられる。
火室に石炭をくべて燃やすと、ボイラー胴の中の水があたためられ、お湯になる。詳しくいうと、ボイラー胴の中に「煙管(えんかん)」とよばれるたくさんの管(D51で118本)がある。その煙管の中を、燃焼ガス(石炭を燃やして生まれた高温のガス)が通ることで、水があたためられ、お湯になる。お湯がわくと、蒸気が発生する。
火にかけた鍋の湯がわくと、フタがカタカタと動くのと同じで、蒸気の膨張力を用いて、動力を生むんだ。

なぜ蒸気が「動輪」を回すんだろう?

動輪

ボイラーで発生した蒸気は、圧縮することで大きな力を生む。その高温高圧の蒸気が、動輪の前方にある「シリンダー」という装置に送られ、その中の「ピストン」を動かす。蒸気機関車の場合、ピストンの往復運動は上下ではなく前後に往復する動きになっている。そのピストンの動きが、「ロッド(棒)」によって動輪へ伝えられ、回転運動に変わり、動輪を回転し続ける。こうして、蒸気機関車は動くというわけだ。
ロッドの動きは、ゆっくり走る蒸気機関車の動輪の部分を見ると、わかりやすい。

機関士と機関助士。2人いないと、SLは運転できない。

蒸気機関車の運転室は、機関車本体のいちばんうしろにある。蒸気機関車の運転は、機関士と機関助士の2人でおこなう。
機関士は、アクセルやブレーキなどの操作をする。機関助士は、ボイラーに石炭をくべたり、水を送ったりする。2人が力を合わせないと、蒸気機関車は運転できない。

機関士は運転台のさまざまな機器をあやつる

運転台の機器

運転台には、いろいろな機器が並んでいる。その機器を操作するのが、機関士の役割だ。
機関車のスピードを調整するときには蒸気の量を調節する「加減弁ハンドル」を使う。シリンダーに送る蒸気の量を増やすと、シリンダーの中のピストンの動きが多くなり、動輪の回転が速くなって、スピードが上がる。逆に、シリンダーに送る蒸気の量を減らすと、ピストンの動きと動輪の回転がゆっくりとなり、スピードが下がる。
ブレーキをかけるときは、「ブレーキ弁」を使う。機関車だけにブレーキをかけることもできるし、機関車と客車の両方にブレーキをかけることもできる。

ダイナミック&テクニック! 機関助士の仕事

火室

蒸気機関車は、「石炭でお湯をわかし、そのお湯から出る蒸気をエネルギーにして」走る。だから、「石炭」と「水」が必要だ。
D51やC61などの場合、石炭と水を積む「炭水車(テンダー)」とよばれる車両を機関車のうしろにつないでいる。
その石炭と水を、機関車のボイラーに送るのが機関助士の仕事だ。
石炭をシャベルで火室に投げ入れる。この作業は「投炭(とうたん)」とよばれる。
蒸気機関車が走っている間も投炭はおこなわれる。投炭は、ただ石炭を投げいれればよい、というわけではない。どのくらいの量の石炭を、どんなタイミングで、火室の中のどこに投げいれるか、とてもこまかな技術を必要とする。 

さらに、ボイラーには水を送らなければならない。水は炭水車の水タンクから、給水ポンプなどを使ってボイラーへ送る。
機関助士は「石炭」と「水」をボイラーへ、それぞれちょうどよいタイミングで送りつづけるという仕事をしている。こうして、蒸気機関車は、機関士と機関助士がチカラを合わせて運転している。ふたりのコンビネーション(連係プレー)がとても大切だ。

SLお楽しみコンテンツ

SLトリビア

  • D51とC61の動態保存機が、なぜ「ぐんま」にあるの?

    D51 498・C61 20ともに本線を走るとても貴重な「動態保存機」がぐんまに集中している。なぜだろう?
    ひとつは、2台とも群馬県内で静態保存されていたこと。さらに、ともに状態が良く、復元に適していたこと。
    また、ぐんまでは戦後も蒸気機関車が多く走り、蒸気機関車の運転や整備にかかわる経験者が残っていたこと。これらが、ぐんまで2台のSLが復元された大きな理由だ。

  • D51 498とC61 20のスピードは?どちらが速い?

    かつて、D51 498は最高速度が時速85キロ、高速運転が可能なC61 20は時速100キロだった。現在はD51 498・C61 20ともに機関車を保護するため、時速60キロ程度で運転している。

  • D51 498とC61 20は、電気をおこしている?

    SLは、蒸気の力で動輪を回して走る。同時に、蒸気の力を利用して「タービン発電機」で電気をおこしている。電気は、機関車の前照灯や運転室の照明のほか、列車の運行を管理するための機器の電源としても使用している。

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