2014 Fiscal Year Research-status Report
高温低酸素濃度雰囲気を利用した舶用ディーゼル機関の低環境負荷燃焼法
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25420874
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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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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 舶用機関 / ディーゼル燃焼 / 噴霧燃焼 / 低酸素燃焼 / 火炎温度 / すす |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，低酸素濃度雰囲気を利用した低環境負荷燃焼法を舶用ディーゼル機関で実現するために，基礎的データを実験的に収集することを目的としている．本年度は第1年度に整備を進めた実験システムを用いて実験を進めた．特に2色法画像計測システムを用いた火炎温度と火炎中のすす量を計測する実験を中心として実施した．輝炎の2色法とは，輝炎の発光強度と波長特性が，火炎中のすす量と温度の関数であることを利用する計測法であり，輝炎を2波長で画像計測することにより，画像演算で火炎温度とすす量（厳密にはKLファクタ）の2次元分布を求めることができる．なおセタン価を含めた燃料影響に関する検討は，FAME（脂肪酸メチルエステル）を使用して実験を行った．
系統的な実験を行った結果，火炎温度については雰囲気酸素濃度，雰囲気温度の影響が支配的であり,燃料噴射期間や燃料種類（セタン価等）の影響は小さいことが確認できた．一方，火炎内のすす分布は，先端渦に支配される先端部のすす塊と，後続する準定常部のすす領域に分けて考えることができることが分かった．なお先端部のすす塊については，一定噴射期間以上であれば燃料噴射期間は大きな影響を与えず，また雰囲気酸素濃度の影響も比較的小さかった．これに対して準定常部のすす分布には，雰囲気酸素濃度が大きな影響を与えること,また噴射期間は準定常部の存在期間を支配することが分かった．なお本年度検討した条件ではセタン価の影響が小さかったが，雰囲気を低温化して着火遅れが長い状況で検討すると異なることが考えられ，第3年度目には，雰囲気酸素濃度と共に雰囲気温度も実験パラメータとして加え，詳細な検討を行うこととする．
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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
本年度は電気ノイズによる誤動作等で一時期実験に支障も生じたが，原因の解明を進め，対策を十分に検討した結果，以前よりも安定に実験を行うことができるようになった．これによりおおよそ当初予定した通りの実験量が行えたものと判断している．
なお火炎中のすす分布の定量化などは，当初計画に入れていなかった成果である．またこの解析により，雰囲気酸素濃度の影響，燃料噴射期間の影響などをより明確にできる可能性も生じている．これらを総合すると，おおむね順調に進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
第2年度までの検討で，火炎温度に与える影響はおおむね決着がついたものと評価される．したがって第3年度では，すす分布の定量化の検討をさらにすすめ，特に先端渦による非定常的なすす塊と，準定常部分を切り分けて，すすの生成・酸化特性を明確にする計画である．この結果を踏まえ，舶用燃料を低酸素場を利用して低公害燃焼させるための燃料噴射方法の検討として考察をまとめたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
実験装置の改善時に燃料供給方法の見直しも行った結果，実験での燃料使用量が少なくて済むようになり，このために次年度使用額が生じた次第である.
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2015年度使用分の試験燃料の購入に充当し，実験ではより多くの種類の燃料の比較をする予定である.
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