2012 Fiscal Year Research-status Report
低カロリーガスによるエクセルギー保持燃焼：国際安全規格準拠の超小型燃焼器の開発
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23560219
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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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| Keywords | 熱工学 / 燃焼診断 / エクセルぎー / 安全確認型 / リスクアセスメント |
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| Research Abstract |
燃焼によるエネルギー変換時のエクセルギー損失を抑制する術が注目されている．燃焼は本質的に不可逆であり，そのプロセスにおける一定のエクセルギー損失は不可避である．しかし，常温の反応物をそのまま燃焼させるのではなく，燃焼の前にその温度を上昇させることで，燃焼プロセスにおけるエクセルギー損失を大幅に低減することが可能である．このような燃焼の例として，超過エンタルピー燃焼や高温空気燃焼が挙げられる．未燃ガス温度を高くして混合気を燃焼させる手法は，エクセルギー損失の低減に直結する．そして，燃焼ガスと未燃ガスの温度差を小さくすることにより，燃焼プロセスにおけるエクセルギーを概ね保持することが可能となる．つまり，有効エネルギーを高効率で取り出すことができる．従って，この手法の開発は省エネルギーに直接的に貢献することになる．
新たな燃焼手法を開発する上で，最も配慮すべき点は安全の確保である．これまでに，安全を確保するための技術が数多く開発されている．しかし，従来の技術の多くは危険検出型であるので，安全は必ずしも確保されていないのが現状である．充分安全なシステムを構築するためには，安全確認型の考えを取り入れる必要がある．これは，安全情報によるインターロックシステムであり，安全であることを確認して安全情報を受け取るときのみ，実際の行動命令を発して作業を続行するものである．
本研究では，火炎の不安定な挙動は，CH-PLIFレーザーシステムとシュリーレンコンパクトで同定した．フレームからの発光をフォトダイオードで受光し，その信号をデータロガーを介して計算機に取り込む．発光信号の特徴（パワースペクトル，RMS，交差率分布，アトラクター，相関次元，最大リアプノフ指数）を求め，火炎の動的特性を解析した．そして，未燃ガス温度や燃料濃度との関連性を調べた．
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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
火炎の不安定な挙動は，CH-PLIFレーザーシステムとシュリーレンコンパクトで同定した．フレームからの発光をフォトダイオードで受光し，その信号をデータロガーを介して計算機に取り込む．発光信号の特徴（パワースペクトル，RMS，交差率分布，アトラクター，相関次元，最大リアプノフ指数）を求め，火炎の動的特性を解析した．そして，未燃ガス温度や燃料濃度との関連性を調べた．
得られた結果は燃焼特性の基本となるものであり，本研究はおおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
火炎の動的挙動を明らかにしたが，今後は，それに及ぼす種々の要因について明確にし，メカニズムを明らかにする予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
これまで順調に研究が進展していることから，次年度も申請の通り使用する予定である．
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