2007 Fiscal Year Annual Research Report
ウルトラマイクロガスタービン用高負荷極超小型プロパン燃焼器の研究開発
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19360383
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
湯浅 三郎 Tokyo Metropolitan University, システムデザイン研究科, 教授 (60123147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 毅司 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (10433179)
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| Keywords | ウルトラマイクロガスタービン / 高負荷燃焼 / 燃焼器 / プロパン / 超小型 |
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| Research Abstract |
本研究の最終目標は、極超小型燃焼器内の高負荷燃焼の役割や燃焼場を明らかにするとともに、プロパン燃料のUMGT用高負荷極超小型燃焼器(目標性能@4気圧:空気流量0.15g/s、燃焼負荷率1.5x10^3MW/(MPa・m^3))の開発研究を行うことである。
本年度は、(1)微小容器内での安定燃焼条件の特定と実証、(2)Flat-Flame燃焼方式における触媒燃焼の有効性の把握、(3)プロパン燃料試験用高負荷超小型燃焼器の試作、を行い、以下の結果を得た。
(1)⇒Flat-Flame型高負荷プロパン試験燃焼器(外径18.5mm・高さ2〜4mm・容積0.4〜0.9cm^3)を用いて火炎安定性や燃焼効率を調べる実験を行った。広範囲な空気流量条件に於いて、燃焼室容積V_c=0.461cm^3の極微小燃焼器内に安定な火炎(燃焼負荷率=4538MW/(MPa・m^3))を形成させることができた。高負荷燃焼が燃焼器からの熱損失割合の低減に極めて強く関連していることを明確にした。極めて高負荷な燃焼であるため安定限界の悪化はわずかで、かつ99%を越す高い燃焼効率が得られた。
(2)⇒塩化白金酸水溶液を蒸発させることでセラミックス製多孔質板インジェクターに、質量割合で6%の白金触媒を担持することができた。触媒担持多孔質燃料噴射板を持つFlat-Flame型試験燃焼器を用いて、触媒の有無が燃焼特性に及ぼす影響を調べた。触媒担持インジェクターを用いれば、インジェクター内での触媒燃焼だけで設計空気流量条件下で燃焼反応を維持できることを確認した。しかしFlat-flame型燃焼器に限れば、触媒燃焼の有用性についてはまだ結論が出ていない。
(3)⇒燃焼器の配置方式・超小型燃焼器内の熱移動・循環及び圧力損失・着火システムを評価するためのプロパン燃料セラミックス製高負荷超小型燃焼器(内径20mm・高さ4mm(可変))を試作した。
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