Elucidation of polycyclic aromatic hydrocarbon formation process in exhaust gas in the combustion process of marine diesel engines

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18329
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 中村 真由子 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10762057)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ディーゼル機関 / 舶用機関 / 粒子状物質

Outline of Annual Research Achievements

H29年度は急速圧縮装置の燃焼室に昨年度作成したフィルタ捕集装置を接続し、フィルタへの粒子状物質の捕集を実施した。フィルタへ捕集されたサンプルはマイクロ天秤を用いて、重量を計量した。急速圧縮装置による燃焼試験で使用した燃料は、ヘキサデカンと1-メチルナフタレンの混合燃料である。当初予定していた、ヘキサデカン単体およびヘキサデカンに高沸点PAHを混合した模擬燃料を用いた実験は、安定した燃料噴射が望めなかったため実施できなかった。燃料組成を変化させた実験は実施できなかったため、燃焼条件を変更する実験を実施することとした。燃焼条件を変更するために燃焼場の条件および燃料噴射の条件を変更した実験を実施した。燃焼場の圧力を4、6、8、10MPaに設定し、燃料噴射圧力を40、70、100、130MPaに変更した。燃焼場の圧力および燃料噴射圧によって採取された粒子状物質の色が異なり、すすと未燃炭化水素の生成量が異なることが考えられた。一般的に実機関でフィルタ上に捕集された粒子状物質中の黒色粒子はすすであり、茶色の物質は未燃燃料や潤滑油由来の炭化水素が粒子化したものと考えられるが、急速圧縮装置では潤滑油は使用していないため、未燃燃料が排出されたものと考えられた。フィルタへの捕集量はどの筒内圧においても、燃料噴射圧力が40MPaで最も少なく、100もしくは150MPaで増加した。燃焼室が実機関と比較し非常に小型であることから、粒子状物質の生成量は極端に少なく、成分の定量までは至らなかった。