研究分担者 |
濱 純 機械技術研究所, 研究室長
城戸 裕之 九州大学, 工学部, 教授 (50037959)
塩路 昌宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80135524)
田川 智彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (10171571)
越後 亮三 東京工業大学, 工学部, 教授 (70037737)
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研究概要 |
燃焼ガス中のCO_2などの環境汚染物質の低減とエネルギーを質的に評価したエクセルギー高度利用の両立の実現を目指す.このため,(1)燃焼過程でのエクセルギーの損失を低減するための燃焼法の確立,(2)エクセルギー率の低い水素を最終燃焼物質とするための水素の燃焼利用の技術とその基礎の確立,(3)CO_2フリーと高効率を目指す燃焼器の最適化の指針の確立を目的とする.研究成果は以下の通りである. (1)エクセルギー再生・回収燃焼法と研究として,本年度は特に力学的エネルギーへの変換を指向するための等温膨張燃焼の基礎研究とそれを取り入れたガスタービン,レシプロ機関のサイクルとエクセルギー解析を行い,高性能サイクルの可能性を示唆した.また,燃料の酸化過程で,有用な化合物(C_2H_4)と電力を同時に得る燃料電池反応器構築のための電極調整の高性能化を行なった.(2)乱流予混合火炎の燃焼速度に水素の選択拡散が影響することを実験的に確認し,直接数値計等に基づき選択拡散により火炎面付近に当量比の局所的不均質が生じることを明らかにした.乱流拡散火炎における2次元温度・速度分布測定により,火炎片の伸長による温度低下などを示し,伸長を与えたモデル火炎の構造への曲率や選択拡散の影響を示した.(3)水素ガスタービンにおける燃焼技術を確立するための基礎研究として,水素-酸素-水蒸気および水素-酸素-不活性ガス混合気の燃焼速度を測定し,混合気濃度,種類,温度,圧力の依存性を調べ,解析からも予測できた.(4)水素のエンジン内燃焼の実験およびモデル解析を行い,水素エンジンの燃焼および排気特性の解明と実用性の検討を行う.予混合燃焼方式では超希薄予混合によるNOx低減,燃焼室,運転条件などの諸因子による機関性能への影響を実験的に明らかにし,CFDシミュレーション,NOx生成過程などの解析的解明をおこなった.
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