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Development of hybrid type detonation arrestor to realize a safety hydrogen energy society

Research Project

Project/Area Number 17K06142
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Obara Tetsuro  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80241917)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 一洋  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20251754)
前田 慎市  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60709319)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsデトネーション / デフラグレーション / 消炎 / 衝撃波 / アレスター / デトネーション波 / 回折機構 / フレーム・アレスター / デトネーション・アレスター / デフラグレーション波 / 燃焼波 / 反応性流体
Outline of Final Research Achievements

When a detonation wave is generated in a duct, it is possible to cause serious damage to a facility of duct. Therefore, it is important to produce a technique quenching the detonation wave. In the commercial detonation arrestor, since extremely fine mesh is used, the flow rate passing through the detonation arrestor becomes small value and this cause the problems in applying a detonation arrestor.
This research is proposing that detonation wave is decelerated by diffracting from the orifice, and it is quenched by propagating the flame arrestor. The experiments were conducted by changing the condition of diffracting orifice and flame arrestor. As a result, the conditions to quench the detonation wave without largely decreasing flow rate is clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

デトネーション波は可燃性予混合気体中を超音速で伝播する燃焼波であり,デトネーション波による圧力および温度上昇により配管を破損するなどの事故が発生する可能性がある。本研究では,このようなデトネーション波が発生した場合を想定し,デトネーション波を消炎させる装置の開発を行うことを目的とした。具体的には,デトネーション波を回折させることで伝播速度を大幅に低減させた後,フレーム・アレスターに入射させることにより,デトネーション波を消炎させることができることを明らかにした。また,デトネーション波が生じない場合に流体が流れる際の流量を大幅に低下させないための条件を見出すことができた。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of sandpaper-like small wall roughness on deflagration-to-detonation transition in a hydrogen-oxygen mixture2019

    • Author(s)
      Shinichi Maeda, Masashi Fujisawa, Shogo Ienaga, Keisuke Hirahara, Tetsuro Obara
    • Journal Title

      Proceedings of the Combustion Institute

      Volume: 37 Pages: 3609-3616

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    • Author(s)
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    • Journal Title

      日本燃焼学会誌

      Volume: Vol.60, No.192 Pages: 124-132

    • NAID

      130006736246

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    • Author(s)
      前田 慎市、及川 陽介、星野 隆介、小原 哲郎
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 852 Pages: 17-00039-17-00039

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00039

    • NAID

      130006004001

    • ISSN
      2187-9761
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      前田 慎市、吉木 一秀、菅野 祥一郎、冨田 啓太、小原 哲郎
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 852 Pages: 17-00019-17-00019

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00019

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      130006004003

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      前田 慎市、倉持 悠希、小野 涼、小原 哲郎
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      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 850 Pages: 17-00049-17-00049

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00049

    • NAID

      130006943403

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      2187-9761
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      前田 慎市, 青島 亮太, 黒澤 哲朗, 小原 哲郎
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      Volume: 83 Issue: 846 Pages: 16-00269-16-00269

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00269

    • NAID

      130005402100

    • ISSN
      2187-9761
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      Science and Technology of Energetic Materials

      Volume: 78 Pages: 19-26

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      40021226036

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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