マイクロフローリアクタで生成したすす粒子の粒径分布計測と計算

摘要

二酸化炭素排出量削減のため，内燃機関に対しては飛躍的な熱効率の向上が求められている.ガソリン機関においては，熱効率を向上するために高過給化，高圧縮比化が進められ，これに伴い燃料の筒内直接噴射型ガソリンエンジンが採用されている.一方で，直接噴射型ガソリンエンジンから排出される粒子状物質(PM)によつて大気汚染などの環境負荷が問題視されている.PMは呼吸器系の各部位へ沈着し，人々の健康に悪影響を及ぼす原因物質であると言われている.これらを受け，直噴ガソリン車から排出されるすすを含むPMの排出規制が厳格化されており，排ガス中のすす等の含有率を減らす排ガスのタリーン化技術が注目されている.PM排出低減に関しては，Gasoline Particulate Filter(以後GPF)がある.しかしGPFを装着すると燃費が悪化するという問題がある.また，PMの重量規制だけでは人体の呼吸器系への影響が懸念されている超微小な粒子が数値に反映されにくいため，2014年からはすす粒子数(PN)規制が直噴ガソリン車に対してスタートし年々厳格化してきている[1].また，規制粒子径の変更の可能性（23腿→10腿）もあり，エンジン開発においてはPN予測モデル（粒径分布予測モデル）が望まれている.そこで本研究ではマイクロフローリアクタを用いて単純な反応場でのすす生成実験を行い排出微粒子数計測することでPN予測モデル開発の一助とすることを目的としている.本報告では，第一段階として，マイクロフローリアクタとPN測定器PAMS(ポータブル·エアロゾル·モビリティ·スぺクトロメーター）を用いた実験手法および実験装置の概要，ならびにセクショナル法による粒径分布の計算値と測定値との比較を試みた結果を報告する.