2017 Fiscal Year Research-status Report
２段階燃焼方式を用いた舶用ディーゼル機関の低環境負荷燃焼法
| Project/Area Number |
16K06914
|
|---|
| Research Institution | Tokai University |
|---|
Principal Investigator |
畔津 昭彦 東海大学, 工学部, 教授 (80184175)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 舶用機関 / ディーゼル燃焼 / 噴霧燃焼 / 火炎温度 / すす |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
予混合圧縮着火燃焼とその後の低酸素濃度雰囲気を利用した噴霧燃焼を組み合わせた2段階燃焼方式を，舶用ディーゼル機関の低環境負荷燃焼法として実現させるために有用な基礎データを収集することを目的として実験的検討を進めた．
本研究では系統的な検討を行うために，エンジンのシリンダ内と同等な雰囲気条件を模擬した定容燃焼容器の場において, 雰囲気組成，雰囲気温度・圧力，噴射条件などの影響を検討する計画である．本年度は第2年度として，前年度に整備した2種類の定容容器を用いて，高温・高圧場での噴霧燃焼を対象として，雰囲気条件が着火・燃焼特性に及ぼす影響を検討した．燃料としては軽油を使用し，可視化画像から二色法を用いて火炎温度，火炎中のすす量の検討を進めた．
大型の容器では単噴口ノズルを用い，小型の容器では多噴口ノズルを用いて実験を行ったが，いずれの容器の結果においても，酸素濃度の低下，雰囲気密度の低下に伴ってすすの生成酸化が遅れることなど定性的には同様な結果を示した．しかし，小型の容器ではこれらのパラメータによる遅れが顕著となり，また同時に計測している熱発生率との比較においても，大きく遅れることが分かった．実験の画像を詳細に検討した結果，多噴口ノズルにおいては壁面衝突後に隣接したノズルの火炎との衝突・重合が発生し，この重合領域においてすすの生成酸化が緩慢に行われている可能性を明らかにした．またこの領域の発生を回避することが，本提案の2段階燃焼の実現に重要であること，このために火炎の長さ・衝突を支配するパラメータを同定することが重要であることが明らかとなった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画とはやや変更して実験を実施しているが，計画段階では不明であった重要な現象・支配要因（隣接火炎の重合）が明確になるなど，大きな進展が得られている．このために次年度の計画も一部修正して，この現象を回避するための方策を検討することとし，本提案の2段階燃焼の実現には大きな進展が得られたものと考えている．これらを総合して，概ね順調な進行状況と判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
2段階燃焼を実現するために重要なポイントとして，壁面衝突後の隣接噴霧火炎の重合を避ける指針を得ることに計画・方針を絞り込むこととする．このために，大型容器および小型容器を用いた実験的検討を継続して進め，有効な対策を明らかにする予定である．
|
| Causes of Carryover |
本年度石英窓ガラスを購入予定であったが，使用していた窓ガラスが順調に使えたために，交換品の購入が不要であった．このために，比較的大きな残金が生じた．なお最終年度も継続して実験を行うために，実験用消耗品の購入に充当する計画である．
|
