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非平衡プラズマによる高圧可燃予混合気の着火機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560249
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

高橋 栄一  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 上級主任研究員 (90357369)

連携研究者 古谷 博秀  産業技術総合研究所, 再生可能エネルギー研究センター, 副研究センター長 (20357932)
加藤 進  産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (20356786)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード非平衡プラズマ / 体積的着火 / 希薄燃焼 / ストリーマ放電 / 誘電体バリア放電 / プラズマ支援燃焼
研究成果の概要

内燃機関の希薄燃焼に基づく熱効率向上のために、近年、非平衡プラズマによる体積的な着火、燃焼促進技術が注目されている。本研究では、非平衡プラズマ放電を広範囲に生成するための放電形成機構、およびそれら非平衡プラズマによる着火、燃焼支援機構について調べた。その結果、空間に残存するプラズマの電子分布が続く放電に与える影響、並びに非平衡プラズマが照射された予混合気の圧縮着火遅れ時間が短くなることが明らかとなった。特にメタンの予混合気において、プラズマにより形成された化学種の質量分析、および着火遅れ時間のシミュレーションとの比較を行い、ホルムアルデヒドによる促進効果の可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Control of pressure-rise-rate in compression ignition by pulsed plasma irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一, 小島宏一, 古谷博秀
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 1S ページ: 01AG03-01AG03

    • DOI

      10.7567/jjap.54.01ag03

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combustion enhancement of methane/air mixture by nonthermal plasma processing2015

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一, 齋藤直昭, 古谷博秀, 小野拓磨, 西岡牧人
    • 雑誌名

      SAE Technical Paper

      巻: 01

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of Pressure-Rise Rates of Compression Ignition by Stratification of Reformed Premixture Using Pulsed DBD Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一, 小島宏一, 古谷博秀
    • 雑誌名

      SAE Technical Paper

      巻: 01

    • DOI

      10.4271/2014-01-2665

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Streamer discharges can move perpendicularly to the electric field2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nijdam, 高橋栄一, J. Teunissen, U. Ebert
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 16 号: 10 ページ: 103038-103038

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/10/103038

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of positive streamers by double pulse experiments, effects of repetition rate and gas mixture2014

    • 著者名/発表者名
      ナイダム サンダー, 高橋栄一, アランマルコシアン, ウテ エバート
    • 雑誌名

      PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY

      巻: 23 号: 2 ページ: 25008-25008

    • DOI

      10.1088/0963-0252/23/2/025008

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プラズマが照射された予混合気の圧縮着火特性2015

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一
    • 学会等名
      RC264:先端計測法及び数値解析モデリングに基づく燃焼制御の高度化に関する国際協力研究分科会
    • 発表場所
      京都大学品川オフィス(東京都)
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メタン予混合気への誘電体バリア放電プラズマ照射による着火及び燃焼促進機構の検討2014

    • 著者名/発表者名
      小野拓磨, 高橋栄一, 西岡牧人
    • 学会等名
      第52回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県)
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ignition and Combustion Enhancement of Methane/Air Mixture by Irradiating the Dielectric Barrier Discharge2014

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一, 小島宏一, 柏崎貴司, 古谷博秀
    • 学会等名
      International Symposium on Electrohydrodynamics 2014
    • 発表場所
      THE BEACH TOWER OKINAWA(沖縄県)
    • 年月日
      2014-06-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ignition and combustion control by dielectric barrier discharge for HCCI engine2014

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、小島宏一、山口誠也、柏崎貴司、古谷博秀
    • 学会等名
      ICRP8
    • 発表場所
      福岡コンベンションセンター(福岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス状DBD印加による着火制御効果2013

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、小島宏一、山口誠也
    • 学会等名
      第24回内燃機関シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 予混合気の非平衡プラズマ放電による着火制御2013

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、小島宏一、山口誠也
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザ(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Streamer induced in RF plasmas by KrF-laser irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、小島宏一、佐々木明、岸本泰明
    • 学会等名
      XXXI ICPIG Granada 2013
    • 発表場所
      Granada Congress Centre グラナダ(スペイン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルストリーマ放電において前放電が後放電の形状に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      高橋栄一、ナイダムサンダー
    • 学会等名
      プラズマパルスパワー放電合同研究会
    • 発表場所
      まちなかキャンパス長岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] 燃焼促進方法2013

    • 発明者名
      高橋栄一
    • 権利者名
      高橋栄一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-215949
    • 出願年月日
      2013-08-27
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 内燃機関の着火制御装置2013

    • 発明者名
      高橋栄一
    • 権利者名
      高橋栄一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-190037
    • 出願年月日
      2013-07-18
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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