| 研究概要 |
パルスデトネーションエンジン(PDE)を高速作動させるには,流入した空気と燃料(水素)とを速やかに混合して点火し,デトネーション波を点火源から短い距離で生成することが重要である.これまで,空気および水素の噴射には電磁弁を利用していたがさらに高速作動させるため,本年度はPDEの空気流入孔部分に新たに設計したロータリーバルブを装着して実験を行った.具体的には,バルブ内において噴射孔が設けてあるローターを高速回転させ,噴射孔とPDEの燃焼室が同軸となった際に空気を噴射する方式である.また,ローター背後に燃料噴射孔を設けて水素を噴射させた.予備実験の結果,ローターから噴射される空気流に対し水素を単純に垂直噴射した場合には,空気流と水素との混合が促進されないことが明らかにされた.そこで,噴射孔上流部分において空気流を乱すことを目的に開孔率の異なる板を数種類製作し,複数の孔を介して空気を流入することによって乱れを与えるようにした.さらに,水素の噴射位置を変化させて実験を行った結果,燃料噴射孔の上流に設置する板の開孔率には最適値が存在することが明らかにされた.また,水素の噴射位置を変化させて燃焼実験を繰返すことにより,高速作動が実現できる燃料噴射位置を特定することができた.流入する空気流に乱れを与えること,および適切な燃料噴射位置から水素を噴射することにより,20Hzの高速作動条件においてもデトネーシヨン波が燃焼室内で生成されることを確認した.
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