水素熱機関における圧力振動を伴わない未燃部自着火メカニズム

• 研究課題/領域番号: 25K08147
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24020:船舶海洋工学関連
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 河原 伸幸 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (30314652)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2027年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 熱機関 / 水素燃料 / エンドガス自着火 / 高速度可視化

研究開始時の研究の概要

カーボンニュートラル実現のため，水素の燃焼利用が模索されており，熱機関ではさらなる熱効率向上が求められている． 水素を利用する熱機関の熱効率を向上させるための一つの方法として，申請者は燃焼後半に発生する自着火を適切に制御して，ノックに至らず，圧力振動のない燃焼で終了させる方法が良いことを見出した．本研究では，可視化可能な圧縮・膨張装置に水素を主燃料として使用し，エンドガス自着火可視化領域を拡大する装置の改良を施し，高速度カメラによりエンドガス部での自着火位置，自着火火炎の拡がり速度を検出する．エンドガス部でのOHラジカル自発光を分光光学系で取得し，未燃ガス温度分布から自着火現象を明らかにする．