高価値エネルギー直接抽出新燃焼法に関する総合的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08308027
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 総合
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 越後 亮三 東京工業大学, 工学部, 教授 (70037737)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城戸 裕之 九州大学, 工学部, 教授 (50037959) ; 齎藤 武雄 東北大学, 工学部, 教授 (80064161) ; 高城 敏美 大阪大学, 工学部, 教授 (40029096) ; 池上 詢 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (70025914) ; 藤間 幸久 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (10273252)
• Keywords: エネルギー変換 / 燃焼技術 / 高価値エネルギー

Research Abstract

多孔構造を有する熱電素子をアルメル-クロメルを用いて試作し、燃焼実験によって実際に出力を得た。本年度は大きな温度差と十分な電力は得られなかったが、多孔体の見かけの熱伝導率λ_aと予混合ガスとの熱伝達係数h_pについて動作中の貴重なデータを獲得できた.
(越後)既存の設備の往復流動式多孔構造体を用いた燃焼実験装置を利用して,非定常現象の特性を把握するとともに,摂動法を用いた理論解析を行なうためコンピュータコードの作成を行なった.(齎藤)エネルギーシステムのエクセルギ評価を行なうソフトウェアの開発を行なった.このソフトウェアは,パソコンレベルで簡易なシステム評価を行なうことを目的に,システムを構成する各コンポーネントを簡単なマウス操作によりパソコン画面に配置し,相互に連結を行ない,各コンポーネントの状態変化を入力することにより,初心者でも非常に簡単な操作でエネルギーシステムの評価を行なうことができる特徴を有している.(土方)可燃性廃棄物燃焼の有価値化学種活用阻害要因除去を目的に,石灰石・廃棄物ペレット燃焼温度変化と高温下の塩素吸収を実験的に調べた.燃焼温度は900°Cに達し,塩素吸収可能性を認めた.(藤間)水素・空気混合気への大量EGRにより,低NOx燃焼の可能性が平衡計算により明らかになった.また実験により,このとき理論炭化水素・空気混合気以上の乱流燃焼特性を持つことが明らかとなった.(城戸)燃焼で発生した熱を多孔体等により筒内で一部蓄積し,次サイクルの圧縮行程空気に与えるなど,往復動内燃機関の新規サイクルを案出し,理論的に可能な熱効率改善度を明らかにした.(池上)ガス灯用マントルと光セルを用いた燃焼ガスエンタルピの光-電気変換システムの変換効率を燃料の種類(メタン・天然ガス),流量,当量比を変えて調べた.その結果,本実験の範囲では,最大4×10^<-5>であることが明らかになった.(上宇都)火炎内におけるイオンを持つ成分とその濃度,イオンの生成過程,イオン濃度の測定,火炎に対する電場の影響,イオンの利用(燃焼促進,電場による火炎制御など)について調査した.(高城)垂直密閉円管内に多孔性固体を挿入し,下端より点火した場合の火炎伝播状況を実験的に検討した.多孔性固体を設置することにより狭路内の火炎伝播と同様の状態となり,量論域では固相表面の増大による伝熱促進が進み,火炎面の乱れ等で火炎が加速される.希薄域と過濃域では固相が吸熱源となり伝播速度は減少する.しかし,希薄域では安定した火炎伝播となり可燃限界を増大させる可能性を示す.燃焼限界付近は多孔性固体がフレームアスレターの役目をして消炎される.連続燃焼でないため,ふく射支配を持続する場ではないが燃焼を一様化させる方向にある.(一宮)多孔質体内部の往復流動超断熱燃焼によりメタン空気予混合火炎の過濃可燃限界が当量比5.8まで拡張されることが明らかとなり,水素への直接改質が効果的に行なえることが示唆された.(花村)

Research Products

• [Publications] J.G.Hoffmann,R.Echigo,S.Tada,and H.Yoshida: "Analytical Study on Flammable Limits of Reciprocating Superadiabatic Combustion in Porous Media" Transport Phenomena in Combustion. II. 1430-1440 (1996)
• [Publications] 上宇都 幸一: "オープンセル状多孔体の熱-ふく射物性予測(Dulnevモデルの有効性)" 機械学会,九州支部50期総会講演会講演論文集. (1997)
• [Publications] S.Tada,R.Echigo,and H.Yoshida: "A New Concept of Porous Thermoelectric Module Using a Reciprocating Flow for Cooling/Heating System" The 15th International Conference on Thermoelectrics. 15. 264-268 (1996)