| 研究課題/領域番号 |
20K04939
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
段 智久 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80314516)
|
|---|
| 研究分担者 |
赤松 浩 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10370008)
大嶋 元啓 富山県立大学, 工学部, 講師 (40511803)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
|
|---|
| キーワード | 低温プラズマ / 熱機関 / 燃料燃焼 / 排気エミッション / 燃焼性向上 / コロナ放電 / ナノ秒パルス高圧電源 / ナノ秒パルス高電圧電源 / 放電特性 / プラズマ支援燃焼 / エンジン排ガス / プラズマ可視化 / ナノパルス放電 / 温暖化効果ガス削減 / 環境負荷低減 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
地球温暖化の要因となるGHG（CO2、CH4など）を排出する熱機関において、それらの排出量を低減させることが環境保全の観点からも必要である。その手法として、燃料燃焼を促進させる効果のあるプラズマを熱機関の燃焼室内部で生成させて作用させることを試みる。レトロフィットで試作するガス燃料を利用する二元燃料エンジンシステムを用いて、プラズマのガス燃焼促進効果を検証して、本手法の有効性を明らかにする。
|
| 研究成果の概要 |
本申請研究では、熱機関の環境負荷低減を目的として、高電圧を電極に印加して生じる放電により生成するプラズマをガス燃料等と空気の混合気に、あるいは燃焼反応の中間生成物群に照射し、燃焼に与えるプラズマの効果を検証した。二元燃料エンジンを試作して、燃焼室内部もしくは吸気管に放電装置を設置して、エンジン運転性能に与える影響を調べた。その結果、ある程度の印加電流までは排ガス中のNOxおよび未燃焼炭化水素の排出濃度削減の効果は見られたが、印加電流が増加するとスパーク放電を生じて排ガス性能が悪化する傾向となった。今後は燃焼室内部でバリア放電を可能にする電極を試作するなど継続的な研究課題を克服する必要がある。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高電圧を電極に印加して生じる放電により生成するプラズマのうち、低電流で得られる低温プラズマは大気圧場では良好な再現性を得られることは既知である。本研究で試行したより高い圧力場での低温プラズマ生成は、燃焼現象の改善からある程度有効に作用することが明らかとなった。ただし、より広いエンジン燃焼条件に適用するためには更なる工夫が必要であることも明らかになった。その中でナノ秒パルス高圧電源による放電の試行は、バリア放電の可視化の実績とともに熱機関の燃焼現象の改善に指針を与えるものであり、それらの成果を今後の研究課題として取り組んでいく。
|
