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バリア放電方式によるディーゼル発電機用小型排ガス処理装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 09555084
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関岩手大学

研究代表者

藤原 民也  岩手大学, 工学部, 教授 (70042207)

研究分担者 鈴木 和夫  日立エンジニアリング, サービス・電力システム部, 主任技師
山田 弘  岩手大学, 工学部, 教授 (60125482)
高木 浩一  岩手大学, 工学部, 助手 (00216615)
菅野 淳  岩手県公害センター, 大気科, 上席専門研究員
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1997年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワード排ガス処理 / NOx除去 / バリア放電 / 無声放電 / 非熱平衡プラズマ / 低温プラズマ / 放電化学 / 大気環境浄化 / NOx処理 / 非平衡プラズマ
研究概要

本研究の目的は、5OkVA級のデイーゼル発電機の排ガスを、高効率で処理するコンパクトなシステムを実現することである。研究目的を実現するため、(1)剣山型南極型バリア放電方式リアクターの基礎特性の把握、物理、化学反応の把握、(2)電源開発、(3)実用化のための検討、と大きく3つに分けて遂行してきた。(1)では、主にマルチポイントバリア放電の特性、およびそれがNOx処理に与える影響について調べた。得られた成果は以下のようになる。ストリーマの極性に関して、平行平板バリア放電が正ストリーマのみであるのに対して、マルチポイントバリア放電の場合、印加電圧の極性で正負両極性のストリーマが発生することが明らかになった。また、バリア放電で発生するマイクロ放電で流れる電流は、平行平板型の方が大きいことも明らかになった。この二者を用いてNOx除去の電気的な効率を求めた 場合マルチポイントバリア放電のほうが高くなった。(2)の電源開発では、IGBTとパルストランスを組み合わせたパルスモジュレータを試作した。仕様は、一次定格電圧AC100V、二次出力電圧±10kV、周波数2,500ppsである。(3)の実証試験は、セラミック+触媒・パーティクルフィルタを通した定格20kVAのデイーゼル発電機の排ガスを用いて行った。放電リアクターは、耐熱性の高い金属とセラミック、耐熱ガラスのみで作成した。壁面で結露しないように、リアクターを二重構造として壁面温度が下がらないようにした。これにより、12時間程度の長時間運転でNOxを低減できることを確認した。また、フイルタのメンテナンスは、1ヶ月に一回ほど高温にさらし、付着物を焼き落とすことで行う。得られた処理量は35ppmであり、これは全負荷時の濃度(約350ppm)に対して10%低減に相当する。ガス流量と投入エネルギーは、それぞれ1.2m^3/min.および9J/Lである。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] 工藤昭一: "誘電体バリア放電によるディーゼル発電機の排ガス処理"電気学会論文誌. 112A・5. 掲載予定 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Muaffaq A.Jan: "Streamer polarity dependence of NOx removal by dielectric barrier discharge with a multipoint-to-plane geometry"Journal of Physics D : Applied Physics. 32. 2560-2567 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Removal of Nitric Oxide in Flue Grases by Multipoint to Plane Dielectric Barrier Discharge"IEEE Transactions on Plasma Science. 27・4. 1137-1145 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木智一: "ネオン変圧器を用いたバリア放電型NOx処理系のエネルギー変換効率"電気学会論文誌. 119A・1. 13-18 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Muaffaq A.Jani: "Low-voltage operation of a plasma reactor for exhaust gas treatment by dielectric barrier discharge"Review of Scientific Instruments. 69・4. 1847-1849 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木智一: "誘電体バリア放電を用いたNO_2除去"電気学会論文誌. 117A・11. 1084-1089 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kudo, K. Toda, K.Takaki, S. Kato, T. Fujiwara: "Treatment of Exhaust Gas from a Diesel Engine Generator by Dielectric Barrier Discharge"Institute of Electrical Engineering Japan. Vol.120A No.5 (Published). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Muaffaq A. Jani, K. Takaki, T. Fujiwara: "Streamer polarity dependence of Nox removal by dielectric barrier discharge with a multipoint-to-plane geometry"Journal of Physics D: Applied Physics. Vol.32, No.19. 2560-2567 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takaki, Muaffaq A. Jani, T. Fujiwara: "Removal of Nitric Oxide in Flue Gases by Multipoint to Plane Dielectric Barrier Discharge"IEEE Transaction on Plasma Science. Vol.27, No.4. 1137-1145 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Suznki, Muaffaq A. Jani, S. Kudo, K. Takaki, S. Kato, T. Fujiwara: "Energy Transfer Efficiency of Nox Reduction System Using a Neon Transformer by Dielectric Barrier Discharge"Institute of Electrical Engineering Japan. Vol.119A, No.1. 13-18 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Muaffaq A. Jani, K. Takaki, T. Fujiwara: "Low-voltage operation of a plasma reactor for exhaust gas treatment by dielectric barrier discharge"Review of Scientific Instruments. Vol.69, No.4. 1847-1849 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takaki, D. Kitamura, T. Fujiwara: "Generation of High Density Plasma with Large Volume Using Pulsed Glow Discharge"Institute of Electrical Engineering Japan. 119A, 4. 531-532 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Suzuki, H. Murakami, K. Takaki, T. Fujiwara: "Reduction of N02 in Simulated Gas Using Dielectric Barrier Discharge"Institute of Electrical Engineering Japan. 117A, 11. 1084-1089 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Simple and inexpensive interferometry of shock wave developments from pulsed high-current discharge"Review of Scientific Instruments. 71・3. 1548-1551 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 北村 大介: "大電流パルスグロー放電の特性"電気学会論文誌. 112A・2. 225-230 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Flue Gas Treatment by Dielectric Barrier Discharge"Proc.of 17th Symposium of Plasma Processing. 447-450 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Muaffaq A.Jani: "Streamer polarity dependence of NOx removal by dielectric barrier discharge with a multipoint-to-plane geometry"Journal of Physics D: Applied Physics. 32. 2560-2567 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Removal of Nitric Oxide in Flue Gases by Multipoint to Plane Dielectric Barrier Discharge"IEEE Transactions on Plasma Science. 27・4. 1137-1145 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Oxidation and reduction of NOx in diesel-engine exhaust by dielectric barrier discharge"Proc.of 12th IEEE International Pulsed Power Conference. 1. 1480-1483 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 智一: "ネオン変圧器を用いたバリア放電型NOx処理系のエネルギー変換効率" 電気学会論文誌 A. 119・1. 13-18 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Experimental Study on Heat Flux from an Argon Rf Plasma Using Laser Interferometry Method" Proc.of 9^<th> Asian Conference on Electrical Discharge. B1-2 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Muaffaq A.Jani: "A Plasma Reactor for Exhaust Gas Treatment by Dielectric Barrier Discharge" Proc.of 9^<th> Asian Conference on Electrical Discharge. B1-5 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Takaki: "Experimental Study on Heat Flux from an Argon Rf Plasma Using Laser Interferometry Method" Japanese Journal of Applied Physics. 37・6A. 3514-3520 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Muaffaq A.Jani: "Low-voltage operation of a plasma reactor for exhaust gas treatment by dielectric barrier discharge" Review of Scientific Instruments. 69・4. 1847-1849 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.A.Jani, 藤原 民也: "Low-voltage operation of a plasma reactor for exhaust gas treatment by dielectric barrier discharge" Review of Scientfic Instruments. 69・4(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 高木 浩一: "RF放電プラズマによる基板の温度上昇" 電気学会論文誌. 117-A・11. 1084-1089 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 智一, 藤原 民也: "誘電体バリア放電を用いたNO_2除去" 電気学会論文誌. 117-A・11. 1084-1089 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.TAKAKI: "Reduction of NOx by Dielectric Barrier Discharge" proc.of 12th Int.Conf.on Gas Discharge & Their Applications. 1. 390-393 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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