2021 Fiscal Year Annual Research Report
希薄予混合気における衝撃波を利用した点火方法の開発
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20H02373
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鶴 大輔 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10614620)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 舶用機関 / 点火 / 衝撃波 / 希薄予混合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，舶用エンジンの効率を更に向上させ最高効率を実現するために，熱損失を低減する方法の１つとして，新たな点火方法の開発を行うことを目的とする．その点火方法として，衝撃波を利用して，希薄予混合燃焼を着火させることを提案する．
燃焼室内の条件下での衝撃波の伝播特性を理解するために，基礎的な実験を行った．特に燃焼室内のような高圧場でのスパークプラグから発生する衝撃波の伝播の様子を観測した．また，副室といった小さな閉空間内での反射波や空間形状，スパークプラグの数などを変更して衝撃波の干渉などをシュリーレン法により可視化し，高速度カメラを用いて観測した．圧力・空気組成を変更し実験を行った．
雰囲気圧を上げた高圧条件下の実験を行った．圧力を上げても衝撃波・圧力波の挙動はほとんど変わらない.また，伝播速度もほとんど変わらない．雰囲気圧が高くなると，シャドウグラフで得られる画像の衝撃波・圧力波の濃淡はより鮮明になる．また，燃料と空気との混合気中でも伝播の様子は変わらない．また，火炎伝播にくらべ，衝撃波・圧力波は非常に高速であることが確認された．次に，高温高圧過程における衝撃波の挙動を確認するために，定容容器を改造を行った．
また，本研究で提案している点火方式は，強力な点火が実現することが予想されるので，そのことを想定して，アンモニアを主燃料とする副室式点火火炎伝播の可視化計測の実験も行った．この結果として，アンモニアのトーチ火炎伝播が可能であることが確認された．さらに，副室の仕様により，未燃分への影響を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高圧下での実験は完了しているのだが，温度をエンジンの燃焼室相当まで上げれなかったために，実験装置の改造・再製作に時間がかかっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実施計画に従って，高温場での計測を行うために，圧力容器の改造・再製作する．
衝撃波による着火を確認する．また，副室点火方式におけるアンモニアの予混合火炎伝播の可視化計測を行う．
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