| Project/Area Number |
23K04260
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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 | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
仁木 洋一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, グループ長 (10511587)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | アンモニア / 化学反応機構 / 圧縮着火 / デュアルフューエル |
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| Outline of Research at the Start |
船舶からの温室効果ガスの排出削減ためにアンモニア（NH3）が舶用機関の燃料として注目されている。NH3を燃料とするディーゼル機関の実用化には、NH3と軽油の着火・燃焼の他、パイロット燃料の噴射条件や燃焼室内の形状や空気流動などを考慮した開発をする必要がある。本研究では、小型予混合気圧縮着火装置の実験をとおして、NH3とヘプタンの化学的な相互作用を明らかにし、着火・燃焼を予測するための化学反応機構を改良する。さらに、改良した化学反応機構を用いて、エンジン内の燃焼をCFDシミュレーションを用いて解析し、NH3を主燃料とするディーゼル機関の性能や排出ガス成分を改善する方法を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アンモニアと軽油の混合気の圧縮着火について実験するための小型予混合気圧縮着火試験装置及び燃焼するガスを準備するためのガス混合容器について、製作図面の作成、部品製作を行った。また、製作された部品を組み上げて、各部調整を行い試験装置の試運転を実施した。試運転の結果、ピストンの圧縮により燃焼室内部の圧力が上昇することを確認した。
小型予混合気圧縮着火試験装置には、実験の正確さの確保や円滑な実験の実施を優先する観点から、文献で報告されている圧縮着火装置の機構や構造を参考に、シリンダ・ピストンによる燃焼室部分と、油圧及び空圧シリンダからなる燃焼室のピストンを動かすための駆動部からなる構造とした。
ガス混合容器は、空気・ヘプタン・アンモニアを混合し可燃性ガスを作成する容器であることから、破裂板を取り付けることで、想定しない燃焼による圧力上昇があっても容器の破裂を防ぐ構造とした。ヘプタンは液体状態での供給になるので、ガス混合容器を外部から加熱できるようにカートリッジヒータを設置した。作成する予混合気のガス濃度の不均一性を解消するために、ガス混合容器内には、気密を保ったまま容器内部のガスを攪拌できるように、非接触で回転を伝達するカップリングを用いて攪拌羽根を設置した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に、実験の正確さの確保や円滑な実験の実施を優先する観点から、研究計画時に予定していた構造から実験装置を変更したため、実験装置の設計製作が遅れた。
令和6年度は、実験装置の設計製作及び試運転まで終了したが、燃焼試験の実施ができていない。令和7年度に燃焼試験の実施及び試験データの取得を実施予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和7度中の実験実施を目標に小型予混合気圧縮着火試験装置の調整・試運転を進める。
また、化学反応機構を用いた燃焼解析と化学反応機構の改良のために、文献調査を継続する。
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