2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on performance improvements of marine gas engine by hydrogen addition with EGR
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17K14889
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
市川 泰久 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 (20586680)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ガスエンジン / 水素 / 排ガス再循環 / 副室着火 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際海事機関（IMO）による排ガス規制への対応手段の一つとして、天然ガスを燃料とする希薄予混合燃焼式舶用ガス機関が注目されている。希薄予混合式ガス機関は、異常燃焼に課題を有する。特に操船時や荒天時に負荷変動にさらされる舶用機関では、非定常時の異常燃焼抑制・制御技術が重要となる。本研究課題では燃焼を活性化する水素添加技術と燃焼を緩慢化する排ガス再循環（EGR：Exhaust Gas Recirculation）技術を組み合わせ、異常燃焼抑制、環境負荷物質(CH4及びNOx)排出低減、非定常性能改善を両立させる、水素添加率とEGR率の同時制御技術を確立することを目的とする。特に、主室・副室に対し個別に水素を添加す
ることで主室燃焼、副室燃焼を制御する。実験は発電出力400kWの実機ガス機関を用いる。
H30年度は、副室供給燃料に水素を混合する装置を構築した。都市ガスを燃料とし、定常状態で運転するガス機関の副室燃料供給管に水素を混合していく実験を実施した。副室への全燃料体積供給量に対して、水素を0から90%まで混合した。この結果、水素混合割合を増加した場合、副室燃焼に起因する主室の圧力振動が減少し、燃焼期間が増大することが明らかとなった。この結果は副室燃焼が緩慢になったことを示しており、当初期待していた効果ではなかった。主として非定常時の制御法については主として、主室への水素添加率とEGR率の制御に絞ることにした。次に非定常性の評価を実施するため、高速な主室水素噴射量制御とEGR率制御を実現するシステムおよび高速な機関性能計測システムを構築した。構築したシステムを用いて、応答性を評価する実験を実施した。
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