プラズマ複合排ガス処理によるスーパークリーン船舶ディーゼルエンジンシステムの開発
（科研費基盤研究（A），課題番号24246145）

1.　研究組織

研究代表者：大久保雅章，研究分担者：黒木智之，研究協力者：桑原拓也

2.　研究実績の概要

DPFについて

今回の実験で用いたDPFは、Fig.1に示すような構造である。

Fig.1　Structure of the Diesel particulate filter（DPF）

概要

本年度は前述した研究目的を実現するために，A,Bの項目の研究を実施した。　
　A. 非熱プラズマDPF再生：セラミックディーゼル微粒子フィルタ(DPF)に捕集された微粒子の非熱大気圧プラズマによる新規な燃焼再生方式を舶用重油燃料 駆動ディーゼルエンジンに対して実証，最適化する。この方法では，低温プラズマで励起された活性種をDPFに注入し，ディーゼル微粒子を，低温で燃焼除去 するものである。船舶ディーゼル排ガスのPMはDry Soot, SOF(可溶性有機物）, HCs（炭化水素状粒子）などが含まれ，プラズマ反応は未解明であるが，本研究ではDPFの完全再生にあえて挑戦した。内容は以下の通り。
１．リアクタの最適化：DPF再生のためのリアクタを何種類か試作し，放電状態の観測を行う。並行して，電子温度，電子数密度の計測を光学的方法で行う。 その他，オゾンのNO酸化特性に及ぼすガス温度の影響など，様々なプラズマの特性の解明に関する試験を行った。２．間接再生実験：現有のパルスコロナ高電 圧装置 により非熱プラズマをDPF外部に発生させ，DPFを完全再生する技術の確証実験とDPF再生時間の短縮を目指し成功した。３．大気圧プラズマの数値シ ミュレーション：電離状態のシミュレーションを汎用ソフトCFD-ACE+を使用し実施し，船舶排ガスに対する新規有用プロセスの開拓と実験的検証を行っ た。

　B. 非熱プラズマ脱着NOx還元：エンジンの運転モード（燃料噴射モード）を切り替え，酸素リッチな状態ではNOxを含む排ガスを一度吸着させ，その後，酸素量が少なくHC, COの多い状態へエンジン運転モードを切り替え，プラズマを印加してNOxを脱着・還元させ，同時にHC, COを酸化無害化するシステムを実証した。また，排ガス中のNOxを一度吸着させ，エンジン吸気に循環させ，NOx排出削減を図る独自技術に関しても試験した。

3.　研究業績

マリンディーゼルエンジン関係の学会を中心に発表を行いました。