2019 Fiscal Year Annual Research Report
舶用ディーゼル機関から排出されるPMの計測法簡易化に関する研究
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18H01635
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
塚本 達郎 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50207346)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 秀次 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (00554958)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 舶用ディーゼル機関 / 排ガス計測 / 粒子状物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は，舶用4ストロークディーゼル機関から排出されるTHCと粒子状物質の同時計測，舶用2ストロークディーゼル機関のTHC排出状況の計測，サンプリング加熱フィルタの温度の影響に関して研究を実施した．4ストロークディーゼル機関の排ガスに関しては，PM濃度(SOF分離によるSOF濃度計測含む)，THC濃度濃度，FSNによるSOOT濃度，直接法によるばいじん濃度の同時計測を実施した．PMのSOF分濃度と，THC濃度の負荷率に対する濃度変化の傾向が良く一致しており，THC濃度計測時のフィルタ通過温度191℃において，炭化水素のガス状成分の多くが粒子化していることが考えられる．また，ISF分とFSNによるSOOT濃度の排出濃度の傾向は一致するが，THC濃度とは相関が無いことが確認できた．舶用2ストロークディーゼル機関の排ガスに対する計測では，THC濃度計測を中心に研究を実施した．舶用2ストロークディーゼル機関はシリンダ油の強制注油を行っていること等からPMのSOF分割合がすべての負荷率で高い値となっている．機関から排出されるTHC濃度をJIS D1030の規格に従って行った．計測の結果，THC濃度は舶用4ストロークディーゼル機関より若干高濃度ではあるが，300 ppm未満であり191℃のフィルタにおいてTHCの多くが粒子化し捕集されていることが考えられる．このためTHC計測の排ガスサンプリング温度の影響を調べた．その結果，191℃より低い温度においてもTHC濃度の計測値低下がみられHC成分の凝縮が起こっていることが確認できた．また，191℃より高い温度帯のHC成分の凝縮状況を調べるために，排ガスのサンプリング温度帯による希釈を行って凝縮低減を行うことで影響を調べる装置の作成を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要に記したとおり，THC計測において，JIS D1030規格では、ディーゼル機関の排ガスは，FID検出器に入る前に191℃の加熱フィルタを通過させることでSootやAsh等の粒子とともに，粒子化したHCやSOF等の凝縮性成分を取り除くことになっている．このフィルタを通過したガスのみのHCをppmCで計測を行うが，特に舶用2ストロークディーゼル機関においてこの条件で計測した場合，HCの凝縮による粒子化が進んでいると考えられる．そのため，排出実態として，その影響を考慮した計測を行うため，希釈手法によってこの影響を調べる検討を2019年度後半に行う必要が出たためである．また，粒径分布や粒子の個数濃度との比較検討が上記の理由から着手できていないため，やや遅れていると判断した．．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は，下記の順番で研究を実施する予定である．最初に舶用2ストロークディーゼル機関の排ガスを対象とした，THC濃度，PM濃度，SOOT濃度等の同時計測を行い，それらの関係を考察するとともに，舶用4ストロークディーゼル機関の排ガスを対象とした実験結果との比較を行う．進捗状況で報告した通り，ここでは希釈手法によって排気管内におけるHCのガス・核生成の状況に対する考察も行う．また，舶用2ストロークディーゼル機関のPMでは、SOF濃度が高い理由として，シリンダ油が強制注油されていることが挙げられるが，ここではシリンダ油の注油量が，HC濃度へ与える影響も調べる．さらに，排気管からHC計測時の前処理用高温フィルタのトランスファー流路の温度を変化させることで，THC濃度の減衰量を調べる実験を行う．これらの計測を行うための装置の作成を2019年度後半から進めているが，コロナウイルス感染症による大学の入構規制等によって，特に学生の入構が規制されており，作業人工が計画より減少しているため，作業の効率化を進める対策を行うことを考えている．
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