Study on measurement method for Dust and PM concentration of exhaust gas from marine diesel engine

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18293
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 佐々木 秀次 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (00554958)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 舶用ディーゼル機関 / 排ガス計測 / 粒子状物質 / 煤じん計測

Outline of Annual Research Achievements

今年度（平成29年度）は2種類の供試機関を用いてばいじん濃度計測と粒子状物質濃度計測の同時計測を中心に実施した．舶用4ストローク高速ディーゼル機関のPM・ばいじんの同時計測では，機関の負荷特性を舶用特性（プロペラ特性），発電機特性（回転数一定の運転特性）の2種類の運転特性にて，それぞれ機関負荷率25,50,75,100 %の4負荷率計測を実施した．PMの計測フィルターに関しては全てのフィルターにおいて秤量後にソックスレー抽出によってSOF分を分離し，秤量することでSOF分割合を求めた．同時計測の結果，一部の運転条件においてばいじん濃度がPM濃度を上回る重量となって計測されることが分かった．この理由として，排気管に挿入されたプローブ部のノズルから強制的吸引によるサンプリングを行うばいじん計測に対して，分流希釈を行う希釈トンネルを用いたPM計測では粒子状物質のサンプリング（排気管内からの吸引）状況が異なり，PM計測値が低くなった事が考えられる．希釈トンネルでは希釈率の算出に二酸化炭素濃度計測値を用いるが，ガスである二酸化炭素と，粒子の拡散速度は異なり，また，動圧過給を行う4ストロークディーゼル機関の排気管内の背圧変動が激しいため，希釈率並びに計測値に差を生じた事が考えられる．なお，PM中のISF分濃度とばいじん濃度の負荷率上昇に伴う濃度上昇は同様の傾向であった．舶用2ストロークディーゼル機関の同時測定では，全ての負荷率においてPM重量濃度がばいじん濃度を下回ることは無かった．これは，4ストロークディーゼル機関と異なり静圧過給である事から，背圧変動が小さく，希釈トンネル希釈率と実際の粒子状物質の希釈率が近い値であった事が考えられる．また，ばいじん計測結果とPMのISF濃度を比較すると，ばいじん濃度が高い値であり，排気管内においてSOFの一部は凝縮していた事が考えられる．