2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study on change in physical state of particulate matter exhausted from marine diesel engine
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17K06961
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 秀次 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00554958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 達郎 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50207346)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 舶用ディーゼル機関 / 粒子状物質 / 核生成 / 凝縮，凝集 / 粒径分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は舶用２ストローク低速ディーゼル機関の排ガスを対象として，機関の過給機タービン出口から排気管内における温度変化と揮発性成分の粒子化（核生成や凝縮）に関して実機における実験を行った．舶用２ストローク低速ディーゼル機関の粒子状物質では，機関負荷率にかかわらず全ての負荷範囲でPM中のSOF分が高い割合で排出されていることが知られている．また，本研究の一部として行った排ガスのHC濃度の計測では，無希釈排ガスで191℃の加熱フィルターによる前処理を行った排ガスは，HC濃度が低く機関が排出する排ガスは既に核生成や凝縮が進んでいることが分かった．また，上記の計測と同時に排ガス管の後流にて排ガスの温度低下状態の異なる排ガスに対して，揮発性成分側の計測であるHC濃度と，核生成，凝縮後粒子側の計測である多段インパクタによる同時計測を実施した．粒子側の計測は高温，高倍率の希釈を実施することで，排気管内の状態が計測されるように工夫を行った．計測値から粒子径0.1μm未満の粒子は排ガス温度の低下で個数濃度の若干の増加や，凝集によると思われる個数濃度の低下が粒子径毎に把握することができた．これらの計測結果から舶用２ストローク低速ディーゼル機関の排ガスでは，過給器タービン出口からごく短時間で揮発性成分の核生成と凝縮が進んでおり，排ガス温度の低下による凝集量は少ないことが示唆される．ただし，排ガスの温度低下とともに小さい粒径では個数濃度の増加が見られることから，核となる粒子表面への凝集量もあることが考えられ，これらは排気管内面への付着や船舶で使用されるエコノマイザの冷却管表面等への付着に温度の影響があることが考えられる．
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