| Project/Area Number |
20K04939
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
Dan Tomohisa 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80314516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤松 浩 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10370008)
大嶋 元啓 富山県立大学, 工学部, 講師 (40511803)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 低温プラズマ / 熱機関 / 燃料燃焼 / 排気エミッション / 燃焼性向上 / コロナ放電 / ナノ秒パルス高圧電源 / ナノ秒パルス高電圧電源 / 放電特性 / プラズマ支援燃焼 / エンジン排ガス / プラズマ可視化 / ナノパルス放電 / 温暖化効果ガス削減 / 環境負荷低減 |
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| Outline of Research at the Start |
地球温暖化の要因となるGHG（CO2、CH4など）を排出する熱機関において、それらの排出量を低減させることが環境保全の観点からも必要である。その手法として、燃料燃焼を促進させる効果のあるプラズマを熱機関の燃焼室内部で生成させて作用させることを試みる。レトロフィットで試作するガス燃料を利用する二元燃料エンジンシステムを用いて、プラズマのガス燃焼促進効果を検証して、本手法の有効性を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, the effect of plasma on combustion was examined by irradiating a mixture of gas fuel and air, or a group of intermediate products of combustion reactions, with plasma generated by discharges produced by applying high voltage to electrodes, with the aim of reducing the environmental impact of heat engines. A prototype dual-fuel engine was built, and a discharge device was installed inside the combustion chamber or in the intake pipe to investigate the effect on engine operating performance. The results showed that the engine was effective in reducing NOx and unburned hydrocarbon emission concentrations in the exhaust gas up to a certain level of applied current, but as the applied current increased, spark discharge occurred and exhaust gas performance deteriorated. We will continue to search for better discharge conditions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高電圧を電極に印加して生じる放電により生成するプラズマのうち、低電流で得られる低温プラズマは大気圧場では良好な再現性を得られることは既知である。本研究で試行したより高い圧力場での低温プラズマ生成は、燃焼現象の改善からある程度有効に作用することが明らかとなった。ただし、より広いエンジン燃焼条件に適用するためには更なる工夫が必要であることも明らかになった。その中でナノ秒パルス高圧電源による放電の試行は、バリア放電の可視化の実績とともに熱機関の燃焼現象の改善に指針を与えるものであり、それらの成果を今後の研究課題として取り組んでいく。
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