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液体燃料マイクロガスタービンを目的とした高乱流BGR超低NOx燃焼器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17360091
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関群馬大学

研究代表者

新井 雅隆  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80112176)

研究分担者 天谷 賢児  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20221731)
斉藤 正浩  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50170527)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,140千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 540千円)
2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2006年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
キーワードガスタービン / 燃焼器 / 低NOx燃焼 / 液体燃料 / スワール / 内部EGR / 希薄燃焼 / 保炎 / 低NO_x燃焼
研究概要

小型分散型の発電装置としてマイクロガスタービンが注目を集めている。燃料源として、災害時においても安定した燃料の確保を念頭におくと、液体燃料を使用することが望ましい。一方、日常的な運用を考慮すると、大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発したものである。本研究では、燃焼器の一次燃焼領域において、通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し、一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ、これにより保炎と内部EGR効果による低NOx燃焼を行わせた。平成19年度は研究計画の最終年度であり、燃焼器としての全体的な性能把握を行った結果、以下の点を明らかにすることができた。
(1) 一次燃焼領域が長すぎるとCOおよびNOx排出量が増加し,燃焼安定性も低下する.
(2) スワーラ羽根角度の安定燃焼範囲に及ぼす影響は小さいが,旋回を掛けない場合には一次燃焼領域での混合が不十分となりCOおよびHC排出量が増加する.
(3) ガイドベーンの羽根高さが低い場合、また一次燃焼領域と二次燃焼領域をつなぐスロート径が小さい場合では燃焼安定性が低下する.
(4) 本燃焼器において一次燃焼領域の形状等を最適化した場合,一次領域空気過剰率1.50〜1.61近辺の条件で燃焼を行えば,EI(NOx)値を0.8g/kg-fuel以下かつEI(CO)値を10.0g/kg-fuel以下に抑制できる.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Development of can-type low Nox combustor for micro gas turbine (fundamental characteristics in a primary combustion zone with upward swirl)2007

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Furuhata, Shunsuke Amano, Kousaku Yotoriyama, Masataka Arai
    • 雑誌名

      Fuel 56

      ページ: 2436-2574

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of can-type low Nox combustor for micro gas turbine (Fundamental characteristics in a primary combustion zone with upward swirl)2007

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Furuhata, Shunsuke Amano, Kousaku Yotoriyama and Masataka Arai
    • 雑誌名

      Fuel Vol. 86

      ページ: 2436-2474

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tohojiko Furuhata, Shunsuke Amano, kousaku Yotoriyama, Masataka Arai2007

    • 著者名/発表者名
      Tohojiko Furuhata, Shunsuke Amano, kousaku Yotoriyama, Masataka Arai
    • 雑誌名

      Tohojiko Furuhata, Shunsuke Amano, kousaku Yotoriyama, Masataka Arai 86

      ページ: 2436-2474

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combustion Characteristics in a Micro Gas Turbine Combustor with a Recirculation Zone induced by an Upward Swirl2007

    • 著者名/発表者名
      Masataka Arai, Shunsuke Amano, Tomohiko Furuhata
    • 雑誌名

      Journal of Environment and Engineering(JSME) Vol.2,No.1

      ページ: 124-135

    • NAID

      130000076849

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 遡上スワールにより形成された強制循環流を活用する低NOx燃焼の検討2006

    • 著者名/発表者名
      天野俊輔, 新井雅隆
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B)編 72-718

      ページ: 1649-1625

    • NAID

      130004225826

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 遡上スワールにより形成された循環流領域をもつマイクロガスタービン燃焼器の開発(噴霧燃焼特性に及ぼす一次燃焼領域の形状)2006

    • 著者名/発表者名
      世鳥山幸作, 天野俊輔, 藤原秀智, 古畑朋彦, 新井雅隆
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B)編 72-719

      ページ: 1818-1825

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 遡上スワールにより形成された循環流領域を持つマイクロガスタービン用燃焼器の研究2005

    • 著者名/発表者名
      世取山幸作, 天野俊輔, 藤原秀智, 古畑朋彦, 新井雅隆
    • 雑誌名

      日本機械学会2005年度全国大会講演論文集 3

      ページ: 5-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 遡上スワールにより形成された循環流領域を持つマイクロガスタービン用燃焼器の開発2005

    • 著者名/発表者名
      世取山幸作, 天野俊輔, 古畑朋彦, 新井雅隆
    • 雑誌名

      第43回燃焼シンポジウム講演論文集

      ページ: 452-453

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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