| 研究概要 |
低炭素社会構築の状況下において,低環境負荷エネルギーである水素とメタンは,超小型マシンのパワー源としても用いられる.超小型マシン用の発電システムは,マイクロフレームと燃料電池を組み合わせることにより,構築することができる.特に,マルチマイクロフレームを採用すると,マルチ電源を確保できるので,目的に合う電圧・電流を供給することが容易である.つまり,超小型マシンの駆動状況に合わせた電気エネルギーの供給が可能になる.そのため,マルチマイクロフレームを用いた発電システムは,多種の超小型マシンに適用でき,その応用例は非常に幅広いものになる.そして,新しい燃焼技術の一つになることが期待される.
本研究では,マルチマイクロフレーム用バーナーの上に予混合火炎を形成させて実験を行い,火炎特性を調べた.マルチマイクロフレームの特性は,フラットバーナーとブンゼンバーナーにおける火炎の特性を複合させたものになる.予混合気としてはメタン/空気を取り扱い,各々のガスの流量は精密ガス流量計でコントロールした.拡散・熱的効果による固有不安定性が生じるので,当量比が1より小さいとき,火炎面は不安定な振る舞いを演じた.ガス分析計を用いて燃焼ガス中の窒素酸化物濃度を測定し,メタン/空気の混合割合との関係を調べた.火炎の不安定挙動をディジタルビデオカメラレコーダーにより撮影し,その画像を計算機に取り込み処理し,火炎の不安定挙動が可燃範囲や窒素酸化物濃度に与える影響を調べた.さらに,マルチマイクロフレームからの発光をフォトダイオードで受光して,その信号の波形をデータ収集装置を介して計算機に取り込み処理した.信号波形のパワースペクトルとアトラクターを求め,火炎の不安定挙動の特性を解析した,そして,最適な燃焼条件を見出した.
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