| 研究課題/領域番号 |
19K04866
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 往復動内燃機関 / アンモニア / 副室 / 予混合燃焼 / 分解ガス / 副室点火 / 噴流火炎 / 副室燃焼 / 燃焼試験装置 / アンモニア分解ガス / 舶用機関 / 副室点火方式 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、カーボンフリー燃料であるNH3が注目されている。NH3は、点火が難しく燃焼速度が遅いため、燃焼が不安定化したり、未燃NH3の排出することが課題となる。本研究では、内燃機関におけるNH3の点火性および燃焼速度を向上し、NH3のみで運転可能な副室点火式のNH3予混合燃焼法を提案する。本燃焼法は、副室内でNH3分解ガスを過濃な条件で燃焼させ主室へ噴射することにより、主室内のNH3／空気予混合気の燃焼安定化および未燃NH3の排出を抑制することを特徴とする。本研究課題では、本燃焼法を模擬したバーナ実験から燃焼基礎特性（可燃範囲、燃焼負荷率、燃焼完了度、NOx排出）を解明する。
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| 研究成果の概要 |
往復動内燃機関にカーボンフリー燃料であるNH3を用いることは、温室効果ガス削減において魅力的な手段である。しかし、NH3は点火が難しく燃焼速度が遅いため、燃焼不安定化や未燃NH3排出が課題となる。そこで本研究では、NH3分解ガスを副室燃料として燃焼させ、主室に過濃燃焼ガス噴流トーチ火炎を形成することによって、主室内のNH3／Air予混合気の点火性を向上し安定燃焼させる燃焼手法に着目する。本研究では、副室・主室の燃焼を模擬する装置を製作して実験的に燃焼基礎特性を解明した。実験の結果、火炎の形成時期は副室内当量比が高いほど早く有利であることなが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、NH3分解ガスを副室燃料として燃焼させ、主室に過濃燃焼ガス噴流トーチ火炎を形成することによって、主室内の燃焼困難なNH3／Air予混合気の、点火性を向上し安定燃焼を実現する燃焼手法に着目している。本研究において構築した副室・主室の燃焼を模擬できる実験システムを用いて、高速度カメラによる火炎の観察し燃焼基礎特性を調査した。実験の結果、火炎の形成時期は副室内当量比が高いほど早く有利であることなどが明らかになった。本成果は、実際のエンジンの検討・開発において有用な知見になると考える。
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