ジャトロファ油混合燃料のディーゼル機関への適用性

ジャトロファ油混合燃料のコモンレール式ディーゼル機関への適用性
研究背景
ジャトロファ油混合燃料
Low Load(Single injection)
Diesel Fuel[Qinj=170J/cycle]
Kerosene[Qinj=170J/cycle]
Jatropha
Thermal efficiency[%]
40
35
30
25
20
0
5
4
20
40
60
80
100
Volume percent of Jatropha oil [vol.%]
oil cake
- direct use for diesel engine
→ convenient means
→ low cost
- production and distribution
→ creation of new industry
→ improvement of living
研究目的
 ジャトロファ油を軽油・灯油と混合し，その噴霧解析・
燃焼解析・排気ガス成分を調べ，ディーゼル機関へ
の適応性を明らかにする
Diesel fuel
Diesel fuel + JO
(JO 40vol.%)
Diesel fuel + JO
(JO 60vol.%)
Diesel fuel + JO
(JO 80vol.%)
pa=0.9MPa
Ta=room temperature
ra=17kg/m3
Nozzle:f0.16mm×6holes
(included angle of 145°)
pinj=40MPa
T.A.S.I= 1.0ms
40
60
80
100
Low Load(Single injection)
Qinj=170J/cycle
ISF (diesel fuel)
SOF (diesel fuel)
ISF (kerosene)
SOF (kerosene)
2
1
Jatropha oil
2
40
80
0
60
Volume Percent of Jatropha oil [Vol.%]
High Load(Double injection)
Qinj=630J/cycle
1.5
0 15 30 mm
Kerosene + JO
(JO 40vol.%)
Kerosene + JO
(JO 60vol.%)
Kerosene + JO
(JO 80vol.%)
主な結果と考察
 低負荷の図示熱効率は軽油と灯油共にJC60vol.%まで
は一定であり，JO80vol.%で著しく低下した
 低負荷ではJC油の混合割合に対しSOFが増加し,灯油混
合燃料の方が軽油よりPMの量が少ない
PM[g/kWih]
biodiesel fuel (BDF)
3
0
- use as firewood
→ reduction of deforestation
crude oil
20
Volume Percent of Jatropha oil [Vol.%]
1
0
Kerosene[Qinj=630J/cycle]
45
PM[g/kWih]
Kinematic viscosity [mm2/s]
 ジャトロファは油分含有量が多く，毒性を有するために  動粘度はジャトロファ(JC)油の混合割合に対し指数関数
非食用であり，食糧生産に不向きな降水量の少ない地
的に増加し,灯油混合燃料の方が軽油混合燃料より動
域でも生育するため，食糧問題と競合しないバイオ
粘度が低い
ディーゼル燃料(BDF)資源として期待されている
 JC油を混合すると噴霧の分散性は低下して，細い貫徹
 モザンビーク共和国を対象に，下図のようなジャトロファ
力の強い噴霧が形成される
利用シナリオを考える
・油→ メチルエステル化してBDFとして販売
70
Diesel fuel + JO [30℃]
・・・新産業の創出
Kerosene + JO [30℃]
→軽油・灯油に混合して直接利用
・・・安価且つ動粘度が低く，容易に得られる
10
エネルギ
・搾油残渣→ 固形燃料として利用
・・・森林伐採の抑制
Dashed line:
Jatoropha oil methyl ester at 30℃
Diesel fuel
 本研究ではジャトロファ油の直接利用の可能性を考える
High Load(Double injection)
Diesel Fuel[Qinj=630J/cycle]
1
0.5
0
0
40
60
80
Volume Percent of Jatropha oil [Vol.%]
本研究はJSTとJICAの地球規模課題対応国際科学技術
協力事業(SATREPS) 研究領域「低炭素社会の実現に向
けたエネルギーシステムに関する研究」研究課題名「モザ
ンビークにおけるジャトロファバイオ燃料の持続的生産」
(研究代表者：東京大学芋生憲司)の一部として実施した．
Kanazawa Institute of Technology – Internal Combustion Engine Lab.

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