平成14年度
天然ガス改質舶用セラミックスエンジンの研究開発報告書
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目次
ごあいさつ
1. 事業の目的
2. 事業の実施概要
2−1. 事業の概要
2−2. 委員会
3. 緒言
4. 天然ガス改質舶用セラミックスエンジンの研究開発概要
5. エンジンの運転と性能評価
5−1. エンジン性能の評価結果
5−1−1. エンジン試験時に発生した諸問題の解決
5−1−2. 高負荷運転について
5−1−3. ノッキング性の評価
5−1−4. 熱発生率とシリンダー内圧力について
5−1−5. まとめ
5−2. 遮熱型天然ガス改質エンジンの試験(不具合と改良)
5−2−1. 不具合部分の改良について
5−2−2. エンジンを高負荷運転するための試験
5−2−3. 損傷状態の詳細
5−2−4. 観察結果のまとめ
5−3. EGR系の改良について
5−3−1. EGRダクトの改良と均一流量化
5−3−2. EGR冷却装置
5−4. 副室燃料弁作動について
5−4−1. 燃料弁の駆動についての検討
5−4−2. エンジンでのソレノイド動作試験
5−5. エンジン振動と脈動について
5−5−1. エンジン振動について
5−5−2. エンジン吸気脈動
5−6. 副室制御弁の温度低減について
5−6−1. 副室制御弁の温度低減
5−7. CNGエンジンの始動性とEGRによる吸気温度の上昇について
5−8. 天然ガス改質エンジンの制御系について
5−8−1. 目的
5−8−2. 燃料噴射弁の構造と原理
5−8−3. 燃料噴射量の制御方法
5−8−4. 燃料噴射弁の応答性についての確認結果
5−8−5. 考察
5−8−6. 対策
5−9. 圧縮自己着火燃焼の素反応数値計算
5−9−1. 目的
5−9−2. 初期吸気温度によるメタンの燃焼
5−9−3. EGRを行った時の筒内温度の抑制効果と燃焼速度の抑制効果
5−9−4. メタン燃料にH2を添加した場合の燃焼
5−9−5. メタンにCOを添加した場合の燃焼
5−9−6. 天然ガス改質エンジンでの着火と燃焼について
6. エンジンシステムの熱流検討と仕事量について
6−1. エンジンシステムの熱量と効率算定
6−2. 改質装置の構造検討について
6−3. 改質装置の改質率の検討について
6−4. 排気タービンの仕事量についての検討
6−5. 蒸気タービンの仕事量の計算について
6−6. 蒸気タービンに用いる熱交換器
6−7. エンジンシステムの熱効率の検討について
6−8. 燃料改質装置の熱流に関する詳細検討結果について
6−8−1. CO
2
吸着量について
6−8−2. CO
2
吸着器の容量について
6−9. 改質装置のエネルギーの流れ
6−10. 改質装置の熱交換性
6−11. 改質装置の触媒機能について
6−12. まとめ
7. 熱交換器の検討と試作実験
7−1. 目的
7−2. 検討と計算
7−2−1. 従来の方法
7−2−2. 今回の熱計算
7−2−3. 熱交換器の設計と計算について
7−2−4. 従来の方法を用いたガス間の熱移動の検討
7−2−5. 多孔質材を用いた伝熱機構の計算と従来方法の比較について
7−2−6. 水蒸気発生熱交換器の検討
7−3. 高効率熱交換器評価確認実験
7−3−1. 実験台と設備装置について
7−3−2. 高温ガス作成装置の図面検討について
7−4. 高効率多孔質金属型熱交換器の評価確認試験結果について
7−4−1. 概要
7−4−2. 試作熱交換器の評価試験
7−4−3. 試作熱交換器の評価試験方法について
7−4−4. 試作熱交換器の評価試験結果
7−4−5. 考察
7−4−6. 今後の進め方
8. 改質装置の試作実験
8−1. 改質反応温度依存性評価
8−1−1. 改質触媒試作検討
8−1−2. 初期活性評価試験(触媒スクリーニング)
8−1−3. SV及び温度依存性評価試験
8−1−4. CO
2
改質触媒炭素析出抑制検討
8−1−5. 触媒エージング試験
8−1−6. CO
2
改質触媒再生試験
8−1−7. まとめ
8−2. 複合プロトタイプの試作評価
8−2−1. 複合プロトタイプの試作
8−2−2. 複合プロトタイプの評価方法
8−2−3. 複合プロトタイプの試運転
8−2−4. まとめ
9. CO
2
の吸着、離脱装置の検討と実験
9−1. 目的
9−2. 吸着、離脱剤の選定
9−2−1. ジルコニウム酸リチウム(Li
2
ZrO
3
)の吸着性について
9−2−2. リチウムシリケート(Li
4
SiO
4
)の吸着性について
9−2−3. 水酸化カルシウム(Ca(OH)
2
)、炭酸カルシウム(CaCO
3
)の吸着性について
9−2−4. まとめ
9−2−5. 二酸化炭素吸収剤の入手性に関して
9−3. CO
2
の吸着、離脱反応について
9−3−1. 経緯
9−3−2. 粉体製造と実験結果
9−3−3. 検討結果
9−3−4. 今後の進め方
10. まとめ
10−1. 遮熱型エンジンの試験と性能
10−2. エンジンの熱流検討と設計検討
10−3. 熱交換器の検討と実験評価
10−4. 燃料改質装置
10−5. CO
2
吸着、離脱装置
11. 結言
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