ヒマワリ油バイオディーゼルによる直噴式ディーゼ
ル機関の燃焼特性
著者
池田 大樹, 亀田 昭雄, 市場 真一, 笹川 裕樹, 木
下 英二
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
53
ページ
1-6
別言語のタイトル
Combustion Characteristics of a Direct
Injection Diesel Engine with Sunflower Oil
Biodiesel
ヒマワリ油バイオディーゼルによる直噴式ディーゼ
ル機関の燃焼特性
著者
池田 大樹, 亀田 昭雄, 市場 真一, 笹川 裕樹, 木
下 英二
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
53
ページ
1-6
別言語のタイトル
Combustion Characteristics of a Direct
Injection Diesel Engine with Sunflower Oil
Biodiesel
鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第53号(2011)
ヒマ ワ リ油 バ イ オ デ ィー ゼ ル に よ る
直 噴 式ディ ー ゼ ル 機 関 の 燃 焼 特 性
池 田 大 樹*亀
田 昭雄**市
場 真 一*笹
川 裕 樹*木
下 英 二***
Combustion Characteristics of a Direct Injection Diesel Engine with Sunflower Oil Biodiesel
Hiroki IKEDA*, Akio KAMEDA**, Shinichi ICHIBA*, Yuki SASAGAWA* and Eiji KINOSHITA* * *
Sunflower oil has different two types of the fatty acid composition, high oleic acid type and high linoleic
acid type. In this study, to clarify which type is better as a biodiesel feedstock, the combustion
characteristics
of high oleic sunflower oil methyl ester (SfME-ho) and high linoleic sunflower oil methyl
ester (SfME-hl) were investigated using a DI diesel engine. SfME-ho and SfME-hl have same thermal
efficiency and similar exhaust emissions compared with rapeseed and soybean oil methyl esters. SfME-ho
has lower pour point, shorter ignition delay and lower HC, CO and NOx emissions compared with SfME-hl.
From the experimental
results, it is concluded
that SfME-ho is better alternative diesel fuel than SfME-hl.
Keywords : Diesel Engine, Alternative Energy, Liquid Fuel, Biodiesel,
Methyl Ester, Sunflower Oil
1.ま え が き 動 ・植 物 油 を原 料 と す る バ イ オ デ ィ ー ゼ ル は 、毒 性 が 低 く 、生 分 解 性 が 良 く 、硫 黄 分 を ほ と ん ど含 ま な い 再 生 可 能 な 含 酸 素 燃 料 で あ り 、デ ィ ー ゼ ル 機 関 の 排 ガ ス 中 のHC、COお よ びPMを 低 減 で き1)、 ま た 、カ ー ボ ン ニ ュ ー トラ ル で あ る の で 燃 料 の ラ イ フ サ イ ク ルCO2排 出 を 削 減 で き2)、 デ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と し て 有 望 で あ る 。既 に 、欧 州 や 米 国 で は ナ タ ネ 油 、大 豆 油 、 ヒマ ワ リ油 の バ イ オ デ ィ ー ゼ ル が 実 用 化 され て お り 、ア ジ ア で も生 産 量 の 多 い パ ー ム 2011年8月20日 受 理 *博 士 前 期 課 程 機 械 工 学 専 攻 **技 術 部 ***機 械 工 学 専 攻 油 や 酸 素 含 有 率 の 高 い コ コ ナ ッ ツ 油 な ど を 原 料 と した バ イ オ デ ィ ー ゼ ル の 利 用 が 進 め られ て い る 。 表−1に 示 す よ う に 、植 物 油 の 中 で 、 ヒマ ワ リ油 は 世 界 第4位 の 生 産 量3)が あ り 、 生 産 性 は 約 800kg/ha(ナ タ ネ 油:約1000kg/ha、 大 豆 油:約 500kg/ha)で あ る 。 日本 で は ヒ マ ワ リ 油 の ほ と ん ど が 輸 入 で あ る が 、ヒマ ワ リ は 日本 に お い て も栽 培 が 可 能 で 、ヒマ ワ リ種 子 か ら の ヒ マ ワ リ 油 の 搾 油 率 も 20∼30%と 比 較 的 高 く、ま た 、 ヒマ ワ リ は 景 観 形 成 に も 効 果 的 な 植 物 で あ る 。 し た が っ て 、 日本 に お け る 休 耕 地 の 利 用 と し て 、 ヒマ ワ リ の 栽 培 ・利 用 は 、 食 用 植 物 油 の 確 保 、 ヒ マ ワ リ廃 食 油 の 燃 料 化 、景 観 形 成 の3っ の 観 点 か ら、ナ タ ネ の 栽 培 ・利 用 と 同 様 に 比 較 的 有 望 な も の の 一 つ と考 え られ る 。 ま た 、 ヒ マ ワ リ油 に は 、主 に リ ノ ー ル 酸 の 含 有 率 が 高 い 従 来 の ハ イ リ ノ ー ル の も の と オ レ イ ン 酸 の 含 有 率 を 高 め た ハ イ オ レイ ン の も の と が あ る 。バ イ
オ デ ィ ー ゼ ル は 脂 肪 酸 メ チ ル(FAME)の 混 合 物 で 、 そ の 燃 料 性 状 や デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 特 性 はFAME組 成 に 強 く影 響 さ れ る 。 本 研 究 で は 、脂 肪 酸 組 成 の 異 な る2種 類 の ヒマ ワ リ油(ハ イ オ レイ ン 、ハ イ リ ノ ー ル)か らバ イ オ デ ィ ー ゼ ル を 製 造 し、 燃 料 性 状 を 測 定 す る と と も に 、 直 噴 式 デ ィ ー ゼ ル 機 関 に 適 用 して 燃 焼 ・排 ガ ス 特 性 の 実 験 を 行 い 、ナ タ ネ 油 と大 豆 油 の メ チ ル エ ス テ ル 、 JIS2号 軽 油 と比 較 し 、 ヒ マ ワ リ油 メ チ ル エ ス テ ル の ハ イ オ レイ ン と ハ イ リ ノ ー ル の ど ち ら が デ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と して 有 効 で あ る か 検 討 した 。 2.供 試 燃 料 供 試 燃 料 と し て 、2種 類 の ヒ マ ワ リ 油 か ら製 造 し た ヒ マ ワ リ油 メ チ ル エ ス テ ル ハ イ オ レ イ ン (SfME-ho)お よ び ヒ マ ワ リ 油 メ チ ル エ ス テ ル ハ イ リ ノ ー ル(SfME-hl)、 比 較 用 と し て ナ タ ネ 油 メ チ ル エ ス テ ル(RME)、 大 豆 油 メ チ ル エ ス テ ル
(SME)お よ びJIS2号 軽 油(GasOil)を 使 用 し
た 。 こ れ ら の エ ス テ ル 燃 料 は 、KOHを 用 い た ア ル カ リ触 媒 法 に よ り製 造 し た 。 表 一2に 各 供 試 燃 料 の 燃 料 性 状 、表−3に ガ ス ク ロ マ トグ ラ フ で 測 定 し た 各 エ ス テ ル 燃 料 のFAME 組 成 、FAME単 体 の セ タ ン 価 と凝 固 点 を 示 す 。表 一 3か ら、SfME-hoは オ レ イ ン 酸 メ チ ル(不 飽 和 度1) を 質 量 割 合 で 約80%、SfME-hlは リ ノ ー ル 酸 メ チ ル (不 飽 和 度2)を 約53%、RMEは オ レイ ン 酸 メ チ ル を 約64%、SMEは リ ノ ー ル 酸 メ チ ル を 約55%そ れ ぞ れ 多 く含 ん で い る こ と が 分 か り、SfME-hoは RME、SfME-hlはSMEに そ れ ぞ れFAME組 成 が 近 い 燃 料 だ と い う こ とが 分 か る 。 表−1植 物 油 の 生 産 量3)
植物油
2008 2009 2010 (予 測) パ ー ム 油 44,410 46,110 48,040 大 豆 油 36,034 38,839 41,866 ナ タネ 油 21,292 23,629 23,448 ヒマ ワ リ 油 12,830 12,501 12,107 パ ー ム 核 油 5,120 5,279 5,493綿実油
4,803 4,502 4,817 落 花 生 油 4,225 4,001 4,109 (単 位:千 トン) 表−2供 試 燃 料 の 性 状Properties SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil
(JIS No.2)
Cetane number 57 52 55 4) 50 4) 56
Net calorific value MJ/kg 37. 83 36.62 37.65 37.57 43.12
Density@288K kg/m3 883 874 885 887 832 Viscosity@313K mm2/s 4.28 3.57 4.60 3.81 2.50 Pour point °C -7 .5 -2 .5 -7 .5 -2 .5 -12 .5 C mass% 77.0 77.2 77.1 77.2 87.3 H mass% 12.2 11.9 12.2 11.9 12.5 O mass% 10.8 10.9 10.8 11.0 Triglyceride mass% 0.01 0.04 0.01 0.10 K mg/kg 5.07 3.66 2.00 5.40 Water mg/kg 665 625 986 1042 50% distillation temp. °C 339 339 340 338 266
表−3供 試 燃 料 のFAME組 成 、 お よ びFAME単 体 の セ タ ン 価 と凝 固 点
FAME C:Na SIME-ho SfME-hl RME SME Cetane number Melting point Methyl palmitate 16:0 3.54 6.55 4.30 10.69 74.5 b 30.5 d Methyl stearate 18:0 0.87 1.07 0.10 3.14 86.9 b 39.1d Methyl oleate 18:1 80.00 38.34 64.00 23.12 56.0 c -20d Methyl linoleate 18:2 15.00 53.35 19.30 54.75 41.7 c -35d Methyl linolenate 18:3 0.51 0.43 10.00 7.77 45.9 c -57 d Others 0.08 0.26 2.30 0.53
a) C: No. of carbon, N: No. of carbon-carbon double bond
b) Cetane number from Ref 5
c) Cetane number from Ref 4
d) Melting point from Ref 6
表−2の 各 供 試 燃 料 の 低 発 熱 量 、 密 度 、 動 粘 度 、 流 動 点 、 ト リグ リ セ ラ イ ド(未 反 応 油 脂)濃 度 、カ リ ウ ム 濃 度 、 水 分 、50%蒸 留 温 度 は 測 定 値 で あ る 。 製 造 した エ ス テ ル 燃 料 はJIS規 格 程 度 の 高 品 質 燃 料 で あ る。表 一2の エ ス テ ル 燃 料 のC、H、0は 各 々 のFAME組 成 よ り 推 算 し た 。 ま た 、 表−2の SfME-hoとSfME-hlの セ タ ン 価 は 表−3のFAME 組 成 、FAME単 体 の セ タ ン 価 を 基 に 推 算 した 。推 算 し た セ タ ン価 はSfME-hoの 方 がSfME-hlよ り高 く 、 高 セ タ ン価 のFAMEの 含 有 率 が 高 い た め で あ る 。 表−2か ら 、エ ス テ ル 燃 料 は 軽 油 に 比 べ て 酸 素 を 約ll%含 有 して お り、 そ の た め 低 発 熱 量 が 約13% 低 い 。 エ ス テ ル 燃 料 は 軽 油 よ り動 粘 度 が 幾 分 高 く、 ま た 、 エ ス テ ル 燃 料 間 で はSfME-hlとSMEの 動 粘 度 が 低 く 、 不 飽 和 度 の 高 いFAMEの 含 有 率 が 高 い ほ ど 動 粘 度 が 低 く な っ て い る 。SfME-hoの 流 動 点 は -7.5℃ で 、SfME-hlの-2.5℃ よ り5℃ 低 く 、低 温 流 動 性 に 優 れ て い る。 こ れ は 、表−3に 示 す よ う に 凝 固 点 が 低 いFAMEの 含 有 率 が 高 い た め で あ る 。 ま た 、 一 般 に 不 飽 和 度 の 高 いFAMEは 酸 化 劣 化 し易 い の で 、 不 飽 和 度 の 低 いFAMEで 構 成 され て い る SfME-hoの 方 がSfME-hlよ り酸 化 劣 化 に 対 して 優 れ た 特 性 を 示 す と 思 わ れ る。 図−1に 供 試 燃 料 の 蒸 留 性 状 を 示 す 。エ ス テ ル 燃 料 は 温 度 が ほ ぼ 一 定 の 高 沸 点 成 分(330∼350℃)で 構 成 され て い る こ と が 分 か る 。SfME-hoは 他 の エ ス テ ル 燃 料 と ほ ぼ 同 じ で あ る が 、SfME-hlは80%流 出 以 降 や や 高 い 蒸 留 温 度 を 示 す 。 SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil Recovely vol.% 図−1蒸 留 性 状
3.実
験装置お よび実験 方法
供 試 機 関 は 単 気 筒 、水 冷 式 、横 型 、直 噴 式 四 サ イ クル デ ィ ー ゼ ル 機 関 で 、 表−4に 主 要 諸 元 を 示 す 。 噴 射 系 は 軽 油 使 用 時 の 標 準 噴 射 系 を 用 い た 。排 ガ ス 中 のHC濃 度 はFID、CO濃 度 はNDIR、NOx濃 度 はCLDお よ びSmoke濃 度(Opacity)は 光 透 過 式 ス モ ー ク メ ー タ を 使 用 し て 測 定 した 。噴 射 ノ ズ ル の ニ ー ドル リ フ トは ホ ー ル 素 子 セ ン サ に よ り測 定 し、シ リ ン ダ 内 圧 力 は ひ ず み ゲ ー ジ 式 高 圧 指 圧 計 に よ り 測 定 し た 。ニ ー ドル リ フ トお よ び シ リ ン ダ 内 圧 力 は 50サ イ クル の 平 均 値 で あ る 。 実 験 は 、 機 関 回 転 数 を2000rpm一 定 と し て 負 荷(負 荷100%で 正 味 平 均 有 効 圧 力BMEPは0.67MPa)を 変 化 さ せ て 行 っ た 。表−4供 試 機 関 の諸 元
Engine Type 1 Cylinder, 4 Stroke,
D.I., Water Cooled
Bore X Stroke 110x106 mm
Stroke Volume 1007 cm3
Compression Ratio 16.3
Rated Power 11.77 kW / 2200 rpm
Fuel Injection Pump
Jerk type Nozzle Opening Pressure 19.6 MPaNozzle Holes
0 0.33 mmx4
SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil BMEP=O MPa 2000 rpm Needle Lift SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil (a)負 荷0%Crank angle deg. ATDC (BMEP=O MPa) SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil 図 一2燃 料 噴 射 時 期 、 着 火 時 期 、 着 火 遅 れ 4.実 験 結 果 お よ び 考 察 図 一2に 、BMEP=0MPa(負 荷0%)とBMEP= 0.67MPa(負 荷100%)に お け る 燃 料 噴 射 時 期 、 着 火 時 期 お よ び 着 火 遅 れ を 示 す 。こ れ ら は ニ ー ドル リ フ トと シ リ ン ダ 内 圧 力 か ら求 め た 。エ ス テ ル 燃 料 の 燃 料 噴 射 時 期 は 軽 油 よ り ク ラ ン ク 角 で 約0.5度 早 い 。こ れ は エ ス テ ル 燃 料 の 体 積 弾 性 率 が 軽 油 よ り 高 い か らで あ る7）。ま た 、着 火 遅 れ は 、SfME-hoが 軽 油 よ り若 干 短 く 、 次 にRME、SfME-hl、SMEの 順 に 長 く な っ て お り、表−2に 示 す セ タ ン 価 が 高 い 燃 料 ほ ど 着 火 遅 れ が 短 く な っ て い る 。 し た が っ て 、 (b)負 荷100% BMEP=0.67MPa 2000 rpm Needle Lift
Crank angle deg. ATDC (BMEP=0.67MPa)
図−3熱 発 生 率 と ニ ー ドル リ フ ト
表2の 推 算 したSfME-hoとSfME-hlの セ タ ン 価 は
妥 当 な 値 で あ る と考 え られ る 。
(負 荷0%)とBMEP=0.67MPa(負 荷100%) の 場 合 につ い て 、 熱 発 生 率 線 図 お よ び 噴 射 ノ ズ ル の ニ ー ドル リ フ トを 示 す 。 図−3(a)と 図−3(b)と も に 、ニ ー ドル リ フ トは 各 エ ス テ ル 燃 料 で ほ ぼ 同 じ で あ る 。 図−3(b)の ニ ー ドル リ フ トか ら 、 燃 料 噴 射 期 間 は 、低 発 熱 量 が 低 い エ ス テ ル 燃 料 の 方 が 軽 油 よ り長 く な っ て い る 。これ は 低 発 熱 量 が 低 い 燃 料 ほ ど 同 じ熱 量 を 得 る の に 多 く の 燃 料 を 必 要 と す る か らで あ る 。 一 方 、 図−3(a)で は 、 燃 料 噴 射 期 間 は 殆 ど変 わ らず 、エ ス テ ル 燃 料 の ニ ー ドル リ フ トの リ フ ト量 が 軽 油 よ り幾 分 高 く な っ て お り、低 発 熱 量 に 起 因 す る 燃 料 噴 射 量 の 増 加 を 示 して い る 。 図−2と 図−3(a)か ら、 着 火 遅 れ が 長 い 燃 料 ほ ど 、熱 発 生 率 は ピー ク を ほ と ん ど変 え ず に 右 へ 移 動 して お り、 燃 焼 が 幾 分 遅 延 し て い る こ と が 分 か る 。 一 方 、図−3(b)で は 、着 火 遅 れ が 長 い 燃 料 ほ ど(図 − 2)、 着 火 後 の 最 大 熱 発 生 率 が 高 く な っ て い る 。 こ れ は 、着 火 遅 れ が 長 い ほ ど 、着 火 遅 れ 期 間 に 形 成 さ れ る 可 燃 予 混 合 気 量 が 増 加 し、こ の 可 燃 予 混 合 気 が 着 火 後 急 激 に 燃 焼 した た め 、最 大 熱 発 生 率 が 高 く な っ た と考 え られ る 。エ ス テ ル 燃 料 間 で は 、不 飽 和 度 の 高 いFAMEの 含 有 率 が 高 く な る に つ れ 、 着 火 遅 れ が 増 大 し 、そ の た め に 、負 荷0%で は 燃 焼 が 遅 延 し、負 荷100%で は 最 大 熱 発 生 率 が 増 加 し て い る 。 ま た 、 図−3(b)で は 、 燃 焼 終 了 時 期 は 全 て の 供 試 燃 料 で ほ ぼ 同 じ ク ラ ン ク 角40度ArDCで あ る 。 図−4に 負 荷 に 対 す る 正 味 燃 料 消 費 率BSFCお よ び 正 味 熱 効 率BTEを 示 す 。エ ス テ ル 燃 料 のBSFC は 軽 油 に 比 べ て 高 い 値 を 示 して い る 。 こ れ は 、表− 2に 示 す よ う に 、エ ス テ ル 燃 料 の 低 発 熱 量 が 軽 油 に 比 べ 低 く 、同 じ 出 力 を 得 る に は 余 計 に 燃 料 が 必 要 な た め で あ る 。 しか し、 エ ス テ ル 燃 料 のBTEは 軽 油 と ほ ぼ 同 じ値 を 示 して い る 。 図−5に 負 荷 に 対 す る 排 ガ ス 特 性 を 示 す 。エ ス テ ル 燃 料 のHC濃 度 は 軽 油 よ り低 い こ とが 分 か る 。エ ス テ ル 燃 料 は 酸 素 を 燃 料 中 に 含 ん で い る た め 、軽 油 よ り燃 焼 が 良 好 と な り、HC濃 度 が 低 下 し た と考 え られ る 。エ ス テ ル 燃 料 問 で は 、SfME-hoのHC濃 度 が 最 も 低 く 、SfME-hlが 高 く な っ て お り 、不 飽 和 度 の 高 いFAMEの 含 有 率 が 高 く な る に つ れ てHC濃 度 が 高 く な る傾 向 に あ る 。 こ れ は 、不 飽 和 度 の 高 い FAMEの 含 有 率 が 高 く な る ほ ど 、着 火 性 が 悪 く な り 、 そ の 結 果 、 燃 焼 が 悪 化 し た た め と考 え る 。CO濃 度 2000 rpm 2000 rpm SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil SfME-ho SfME-hl RME SME Gas Oil BMEP MPa 図−4正 味 燃 料 消 費 率BSFCと 正 味 熱 効 率BTE BMEP MPa 図−5排 ガ ス特 性
はSfME-hoが 軽 油 よ り も若 干 低 く(BMEP=0で は SfME-hoのCO濃 度 は 軽 油 と 同 じ値)、 他 の エ ス テ ル 燃 料 は 軽 油 よ り も 幾 分 高 い 値 を 示 し、特 に 低 負 荷 で 顕 著 で あ る。エ ス テ ル 燃 料 を 比 較 す る と 、不 飽 和 度 の 高 いFAMEの 含 有 率 が 高 い ほ どCO濃 度 が 高 く な る傾 向 を 示 す 。 こ れ は 、HC濃 度 と 同 様 に 、 不 飽 和 度 の 高 いFAMEの 含 有 率 が 高 い ほ ど着 火 遅 れ が 長 く な り、 燃 焼 が 悪 化 した と 考 え られ る 。 図−5のSmoke濃 度 は 、BMEP=OMPa(負 荷0%) で は 、エ ス テ ル 燃 料 は 軽 油 と ほ ぼ 同 じ値 を 示 して い る が 、BMEP=0.17MPa以 上 で は エ ス テ ル 燃 料 が 軽 油 よ り低 く な っ て い る。 こ れ は 、エ ス テ ル 燃 料 が 酸 素 を約ll%含 ん で い る の で 、 デ ィ ー ゼ ル 噴 霧 の 燃 料 過 濃 部 分 で 酸 素 不 足 が 補 わ れ た た め に 、Smoke 濃 度 が 低 減 し た と 考 え ら れ る 。ま た 、エ ス テ ル 燃 料 間 で は ほ ぼ 同 じ よ う な 値 を 示 し 、 特 に 、SfME-ho のSmoke濃 度 はSfME-hlと ほ ぼ 同 じで あ っ た 。 こ れ は 各 エ ス テ ル 燃 料 の 酸 素 含 有 率 が ほ ぼ 同 じ で あ る た め 、 大 き な 違 い が 表 れ な か っ た と 思 わ れ る 。 図−5のNOx濃 度 は 低 負 荷 域 に お い て 全 て の 供 試 燃 料 に お い て 大 き な 違 い は 見 られ な い 。 こ れ は 、 図−3(a)の 熱 発 生 率 線 図 に 示 す よ う に 、 エ ス テ ル 燃 料 の 最 大 熱 発 生 率 が 軽 油 と ほ ぼ 同 じで あ り、燃 焼 温 度 が 同 じで あ っ た た め と 考 え ら れ る。一 方 、高 負 荷 の 場 合 、 エ ス テ ル 燃 料 のNOx濃 度 は 軽 油 よ り高 い 値 を 示 す 。 こ れ は 、 図−3(b)に 示 す よ うに 、 エ ス テ ル 燃 料 の 最 大 熱 発 生 率 が 軽 油 よ り高 く な っ て お り、最 大 熱 発 生 率 が 高 い ほ ど燃 焼 温 度 が 高 く な っ た た め と 考 え ら れ る 。 ま た 、 高 負 荷 に お い て 、 SfME-hoのNOx濃 度 はSfME-hlよ り低 い 。 こ の 場 合 も 、SfME-hoの 最 大 熱 発 生 率 がSfME-hlよ り低 い た め で あ る(図−3(b))。 以 上 の 実 験 結 果 よ り、SfME-hoとSfME-hlは 共 に デ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と し て 使 用 可 能 と 考 え ら れ る が 、燃 料 性 状 、着 火 性 、熱 効 率 、排 ガ ス 特 性 を 総 合 的 に 考 慮 す る と 、SfME-hoの 方 がSfME-hlよ りデ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と し て 有 効 で あ る と 思 わ れ る。 5.ま と め 脂 肪 酸 組 成 の 異 な る2種 類 の ヒ マ ワ リ油(ハ イ オ レ イ ン 、ハ イ リ ノ ー ル)か らバ イ オ デ ィ ー ゼ ル を 製 造 し 、燃 料 性 状 を 測 定 す る と と も に 、直 噴 式 デ ィ ー ゼ ル 機 関 に 適 用 して 燃 焼 ・排 ガ ス 特 性 の 実 験 を 行 い 、 ナ タ ネ 油 と 大 豆 油 の メ チ ル エ ス テ ル 、JIS2号 軽 油 と 比 較 し 、ヒ マ ワ リ油 メ チ ル エ ス テ ル の ハ イ オ レイ ン と ハ イ リ ノ ー ル の ど ち ら が デ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と し て 有 効 で あ る か 検 討 し た 。そ の 結 果 、以 下 の 結 論 を 得 た 。 (1)SfME-hoの 流 動 点 は-75℃ で 、SfME-hlよ り 5℃ 低 い 。 ま た 、SfME-hoの セ タ ン 価 はSfME-hlよ り高 く 、 軽 油 程 度 と 推 測 され る 。 不 飽 和 度 の 高 い FAMEの 含 有 率 が 高 い エ ス テ ル 燃 料 ほ ど動 粘 度 が 低 く 、す な わ ちSfME-hlの 方 がSfME-hoよ り低 い 。 (2)不 飽 和 度 の 低 いFAMEの 含 有 率 が 高 い エ ス テ ル 燃 料 ほ ど 、着 火 遅 れ は 短 く な り 、低 負 荷 に お け る排 ガ ス 中 のHCお よ びCO濃 度 、高 負 荷 に お け る NOx濃 度 が 低 減 す る 。 す な わ ち 、SfME-hoは SfME-hlよ り 着 火 遅 れ が 短 く 、 排 ガ ス が 低 減 す る。 (3)燃 料 性 状 、着 火 性 、熱 効 率 、 排 ガ ス 特 性 を 総 合 的 に 考 慮 す る と 、SfME-hoの 方 がSfME-hlよ りデ ィ ー ゼ ル 代 替 燃 料 と し て 有 効 で あ る。 な お 、 本 研 究 は 燃 料 性 状 、 燃 焼 ・排 ガ ス 特 性 に 主 眼 を お い た も の で あ り 、 ヒ マ ワ リ 油 バ イ オ デ ィ ー ゼ ル が 及 ぼ す 機 器 の 耐 久 性 に 関 す る 潜 在 的 な 問 題 に つ い て は 、 今 後 検 討 が 必 要 で あ る 。
参考文献
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