高周波誘導加熱による舶用ディーゼル排気ガス浄化の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650300
• Research Institution: 東京商船大学
• Principal Investigator: 畑中 義博 東京商船大学, 商船学部, 教授 (30228473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木船 弘康 東京商船大学, 商船学部, 助手 (90323849)
• Keywords: 誘導加熱 / 高周波インバータ / 排気ガス / 粒子状物質 / PM / 舶用ディーゼル / DPF / セラミックフィルタ

Research Abstract

平成14年度、高周波誘導加熱による排気ガス浄化の研究として、平成13年度に実施したステンレス金属フィルタの高周波誘導過熱における負荷特性の把握をもとに、ソフトスイッチング形高周波インバータの設計・開発を実施した。また、小型ディーゼル発電機の排気ガスを、ステンレス金属フィルタに導き、高周波誘導加熱による排出微粒子(粒子状物質:PM)の低減実験を実施した。種々の金属フィルタの実験を通して、最終的にはSUS430のパンチングメタルを3種類組み合わせた円筒状金属フィルタを用いて、PMを約63%低減することに成功した。しかし、SUS430の900°Kにも達する加熱実験を繰り返した結果、SUS430に腐食が若干発生した。さらに、約63%のPMの低減結果は得られたものの、100%にはまだ程遠いことなどを反省材料として、引き続き、フィルタユニットの材料、構造を含めて再検討を行った。その結果、セラミック繊維(綿状)を金属パンチングメタルでサンドイッチ状にした構造の円筒形フィルタを開発し、セラミック繊維の種類(チラノチョップ状繊維、FXLブランケット),積層の仕方等を何種類か作製して、ディーゼル排気ガスを通した場合のPMの低減率を実験的にスモークテスタを用いて計測した。その結果、セラミック繊維3層構造のものを、SUS430パンチングメタルでサンドイッチ状に構成した円筒状フィルタユニットを用いた実験において、98〜99%という極めて高いPMの低減率を実現することができた。さらに、PMをトラップしたフィルタユニットの高周波電源駆動による誘導過熱を繰り返したフィルタの再生使用においても高効率のPM低減並びにフィルタの再生を実現することができた。この結果は、舶用ディーゼル機関のみならず、ごみ焼却排気ガスやトラック・バスのPM低減法としても有効と考えられ、大学(国)の開発した発明として、特許を申請(特願2002-377840号)した。今後は、大容量化に向けての研究会発を実施する予定である。

Research Products

• [Publications] 吉田大智, 佐藤健治, 木船弘康, 畑中義博: "誘導加熱によるディーゼル排出微粒子低減の検討"日本マリンエンジニアリング学会誌. 第38巻・第3号. 99-107 (2003)
• [Publications] 畑中義博, 木船弘康, 小松正博, 高瀬隆雄: "環境関連技術の新展開"日本マリンエンジニアリング学会第67回学術講演会論文集. (発表予定). (2003)