2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K06974
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
大橋 厚人 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, 上席研究員 (20358394)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | PM計測 / 振動 / 沈着 / 再飛散 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、PM計測における排気導入管の改良を目的とする。改良の方法として、加振器や舶用ディーゼル機関で発生する振動を利用し、排気導入管に振動と、振動に起因した衝突を起こさせ、排気導入管内に沈着した炭素粒子の再飛散を促進し、沈着と再飛散を相殺することにより損失を防ぐことを提案する。
平成29年度は、炭素粒子発生装置を使用して、排気導入管で使用しているステンレス管の直管に振動を加えて、この内部に炭素粒子を流し、炭素粒子の粒径や濃度を計測することにより沈着と再飛散を観察した。その結果、振動をさせなかった条件も含めて、これまで実際の排気導入管で観察された沈着を確認できなかった。
この原因は、本実験装置等が、実際のPM計測条件と異なる点が考えられる。例えば、粒子の性質の違い、PM捕集の手順にかかわる影響（PM捕集を行っていない間は、希釈空気を逆流させ装置内を汚さないようにしている。PM捕集の前に排気を吸引し始め、希釈排気中のCO2濃度や希釈排気の温度が安定した後PM捕集を行う。排気を吸引し始めた時、希釈空気と排気の間には大きな温度差があるため、希釈空気で冷やされたSUS管の内壁へ熱泳動や排気成分の凝縮の影響により沈着が促進される可能性がある）、などが考えられる。したがって、次のステップとして、実際のPM計測系で実験を行う必要があると考え、二重管化した排気導入管の改良により舶用ディーゼル機関の振動を利用するための試作を開始した。
また、改良した排気導入管の性能評価（平成31年度予定）に使用するためのPM捕集装置の複製が、元のPM捕集装置と同一であることを統計的に証明するための基礎データを取得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度に予定していた実験では、当初想定していた沈着等の現象が観察できなかった。そのため、実際のPM計測系で実験を行う準備をH29年度中に開始し、H30年度において基礎実験を行う予定であるため、(2)とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に得られた結果を基にして、実際のPM計測系で舶用ディーゼル機関からの粒子を使用し、振動をon-offする機構を組み込んだ排気導入管（ステンレスの二重管）により、沈着・再飛散の様子を観察する．振動onにより、二重管の内管が外管に衝突することを想定している。これ以外の実験条件は、ステンレス管内流量を希釈比の変更により5-20l/minに調整するとともに、機関回転数の変更により振動条件を変更することとする。沈着・再飛散の観察は、光音響法または粒径計測装置を使用することとする。
当所の実験機関のPM計測位置において、排気導入管の内管を振動させるために利用可能な振動にを調べるため、振動計測を行う。
これらの実験と、平成29年度に整備した振動実験用装置により、試作した排気導入管の振動の様子を確認し、実験機関において振動を利用しやすい排気導入管を設計する。
平成29年度に実施した実験では、実際に使用している排気導入管で観察されるような沈着が確認できなかった。これは、平成29年度の実験装置等が、実際のPM計測条件と異なる点が考えられる。しかし、この原因が明確でない。さらに、この原因が明確になれば、PMの損失が少ない排気導入管の製作につなげられる可能性がある。そのため、この原因に関して調査する。
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| Causes of Carryover |
平成29年度は、粒径計測装置のレンタル料（期間：１週間）を２回分計上した。しかし、１週間２回のレンタル期間が確保できず、連続2週間としたため、レンタル料に含まれる装置の整備費用が１回分減額した。この減額分が、未使用額が生じた主な理由である。
平成30年度においても、粒径計測装置のレンタルを予定しており、平成29年度未使用額も含めて使用する見込みである。
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