化学発光分光法による乱流予混合火炎の燃焼診断手法の確立

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K17988
• Research Institution: Kobe City College of Technology
• Principal Investigator: 橋本 英樹 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80383488)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 燃焼 / 化学発光

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，乱流予混合火炎におけるOH, CH, C2などの中間生成物からの化学発光を計測し，局所的な火炎温度や燃料と酸化剤の混合比等を計測する手法の確立を目的とする．平成28年度は，平成27年度に開発を行った複数のコアを有するバンドルファイバを用いた多点同時計測システムの性能評価を行った．
乱流予混合火炎の三次元挙動や局所的な火炎温度および燃料と酸化剤の混合比を診断する手法の確立に向けて，層流予混合火炎を対象に，一辺が2mmの正四面体の頂点に配置された各計測点を通過する火炎の角度や速度，また火炎の曲率を変化させ，各計測点からどのような化学発光信号が得られるのかを詳細に調査した．多点より得られた化学発光信号を解析することで，計測点と火炎面の幾何学的な相対関係や火炎面の移動速度等，火炎面の三次元挙動を正確に解析可能であることが確認できた．
カセグレン光学系を用いた計測では，計測点，すなわち集光率の高い領域，以外からの光も集光し，得られる信号はそれらの総和として計測される．乱流火炎のように計測点の近傍にも火炎面が存在するような場合，それらの影響により，診断しようとする火炎面以外からの発光が影響し，正確な診断が行えない可能性がある．そこで，乱流火炎の計測に向けた基礎的なデータの収集を目的に，対交流バーナを用いて形成した双子火炎を対象とした化学発光計測を行い，各計測点近傍に複数の火炎面が同時に存在する場合の化学発光信号に及ぼす影響を調査した．
上記の基礎実験により，乱流予混合火炎の燃焼診断に向けた基礎的なデータを十分に蓄積することができた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度は，研究実績の概要で述べた通り，当初の予定通り研究を遂行することができた．計測点を通過する火炎の挙動や火炎伸張等の乱流予混合火炎の計測において考慮すべき因子と多点から得られる化学発光との関係を詳細に調べ，基礎的データを十分に蓄積することができた．

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は，化学発光の多点計測システムを用いて乱流予混合火炎から得られる化学発光を計測し，火炎の三次元挙動や局所的な火炎温度，燃料と酸化剤の混合比を診断する手法の確立を目指す．