2015 Fiscal Year Research-status Report
消化ガスの酸素富化燃焼：排熱再循環利用のマイクロ火炎と国際安全規格による安全制御
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15K05821
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
門脇 敏 長岡技術科学大学, その他の研究科, 教授 (20185888)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝身 俊之 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60601416)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱工学 / マイクロ火炎 / 消化ガス / 酸素富化 / 国際安全規格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，未利用バイオマスの有効利用とエネルギーの高効率利用を目的として，バイオメタンガスなどの消化ガス（またはバイオガス）を燃料とする酸素富化燃焼（または酸素燃焼）を取り扱っている．消化ガスを酸素富化燃焼するために，マイクロ対向流バーナーを用いている．燃焼装置の設計・製作および実験の遂行は，安全確認型の考えをベースとする国際安全規格（ISO12100:2010, EN1127-1:2011）に基づいて行っている．本実験では，消化ガス・酸素マイクロ対向流拡散火炎の厚みやその径に及ぼすバーナー内径やバーナー間距離，並びにガス流量の影響を調べている．そして，火炎厚みに与える火炎伸長率の効果を精査している．
消化ガス・酸素マイクロ対向流拡散火炎を取り扱った本研究では，対向流拡散火炎の基本特性を実験的に調べている．実験で得られた主な知見は以下の通りである．①バーナー内径が大きい場合，狭いバーナー間隔においても，マイクロ対向流拡散火炎は形成される．火炎厚みと火炎径は，バーナー間隔が小さくなると共に減少する．また，ガス流量が増大すると共に，それらは単調に大きくなる．②火炎伸長率は火炎厚みに強く影響を及ぼしており，それが大きくなると共に火炎は薄くなる．そして，火炎厚みと火炎伸長率の関係は，バーナー内径やガス流量に強く依存する．
上記に示した研究成果は，平成27年度に米国で催された国際会議「First Pacific Rim Thermal Engineering Conference」において発表している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，消化ガス・酸素マイクロ対向流拡散火炎を取り扱い，対向流拡散火炎の基本特性を実験的に調べている．そして，以下の知見を得ている．①バーナー内径が大きい場合，狭いバーナー間隔においても，マイクロ対向流拡散火炎は形成される．火炎厚みと火炎径は，バーナー間隔が小さくなると共に減少する．また，ガス流量が増大すると共に，それらは単調に大きくなる．②火炎伸長率は火炎厚みに強く影響を及ぼしており，それが大きくなると共に火炎は薄くなる．そして，火炎厚みと火炎伸長率の関係は，バーナー内径やガス流量に強く依存する．
研究成果は有用なものであり，それを国際会議で発表していることから，本研究はおおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，対向流拡散火炎の基本特性に関して，有用な知見を得ている．来年度以降は，火炎厚みと火炎伸長率の関係をより精密に調べ，バーナー内径やガス流量への依存性を明らかにする．また，燃料としてメタンを採用し，消化ガスの場合との違いを精査する．そして，マイクロ対向流拡散火炎のメカニズムを詳細に探究し，適切なモデリングを行う予定である．
得られる研究成果は，国内外での学会等で発表すると共に学術雑誌等で公表し，広く社会に還元する予定である．
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Research Products
(1 results)
