2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22560798
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
畔津 昭彦 東海大学, 工学部, 教授 (80184175)
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| Keywords | 舶用機関 / ディーゼル燃焼 / 噴霧燃焼 / 排ガス再循環 / NOx / すす / 火炎温度 |
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| Research Abstract |
本研究では,舶用ディーゼル機関の排ガス再循環(EGR)を想定した種々の雰囲気条件で,燃料の着火・燃焼特性を系統的に検討して明らかにした上で,高濃度排ガス再循環による低NOx,低PM(すす)の新しい燃焼モードが実現可能な燃料条件,雰囲気条件,噴射条件を同定することを目的としている.本年度は本研究の第2年度として,系統的な実験的検討を進めた.
2種類の実験装置を用いて,それぞれにおいて可視化燃焼実験と排ガス計測実験を行った.可視化燃焼実験では火炎中のすすの生成状況,火炎温度について検討し,一方排ガス計測実験ではNOx,COなどの有害排ガスの排出傾向を調査した.主として注目した実験パラメータは'雰囲気酸素濃度と雰囲気圧力であり,以下の知見を得た.
1)雰囲気圧力が着火遅れに及ぼす影響は比較的小さい.燃焼期間については,高酸素濃度側では雰囲気圧力の影響は小さいが,低酸素濃度側では影響が大きくなり,高圧になるほど燃焼期間は短期化する.
2)可視化燃焼実験結果によると,同一酸素分率の条件では雰囲気圧が高圧になるほど火炎中のすす量が低下する.一方,火炎温度には大きな変化は無く,すす量は雰囲気中の酸素濃度の影響が大きく,一方火炎温度は雰囲気の酸素分率に主として支配されていることが分かった.
3)排ガス計測結果によると,NOxの排出特性には雰囲気圧力の影響は小さく,一定酸素分率以下では排出されなくなる.一方COについては,排出量が急増する酸素分率は,雰囲気圧力の高圧化に伴い低酸素分率側に移行することが分かった.
4)低酸素濃度領域にNOx,すす,COの同時低減領域があるが,そこでは燃焼期間の大幅な長期化が観測された.燃料噴射圧力や雰囲気圧力ではまだ改善しきれないため,追加の検討が必要である.
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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
軽油を燃料とした検討では,当初予定以上に検討が進み,雰囲気圧力,酸素濃度の影響をかなり明確にできた.一方,炭素・水素比が異なる燃料の検討では,使用を試みた主な燃料(n-ヘプタン)で噴射系からリークが発生し,検討を実施することができなかった.両者を合わせると,おおむね順調と判断している.
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに検討した雰囲気条件では,より高温・低酸素側に興味深い結果が得られそうな領域があるものと推定された.今後,検討領域を大幅に拡張するなどして,精力的に検討を進めたいと考えている.
なお燃料種類の変更については,候補燃料の選定を慎重に進める予定であるが,当研究室の他の研究プロジェクトで実績が有る,脂肪酸メチルエステル試薬の使用も検討の候補に加えることを考えている.軽油よりも粘度が高く,舶用燃料の粘度を模擬する上では好都合な面も大きいと考えられる.
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