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2008 年度 実績報告書

大気圧マイクロ波プラズマによる自動車エンジン燃焼改善

研究課題

研究課題/領域番号 20654056
研究種目

萌芽研究

研究機関名古屋大学

研究代表者

佐々木 浩一  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50235248)

研究分担者 池田 裕二  イマジニアリング株式会社, 研究開発部, 代表取締役 (10212789)
キーワード大気圧プラズマ / 燃焼改善 / 自動車エンジン / パルスプラズマ / マイクロ波 / 発光分光 / 励起温度 / 回転温度
研究概要

プラズマから放射される発光を分光計測したところ,マイクロ波アンテナ起源の金属原子の発光スペクトル,および,放電ガスおよび不純物起源の2原子分子からのバンドスペクトルが見られた。金属原子の発光スペクトル分布からプラズマの励起温度を評価したところ,空気放電では6000K程度の値が得られた。また,2原子分子のバンドスペクトルに基づき,空気放電中の窒素分子の回転温度を評価したところ,励起温度と同じ6000K程度の値が得られ,空気放電は熱平衡プラズマに近いことが確かめられた。
当初の研究計画に従い,パルス放電におけるプラズマパラメータの時間変化を調べた。パルス化された空気放電の初期(放電開始後20ms未満の時間帯)において,窒素分子の回転温度と振動温度の間に非平衡性が見られた。パルス放電の初期において非平衡プラズマが得られる可能性があることがわかった。
ヘリウム放電を生成し,不純物起源のOHラジカルの回転温度を調べたところ,1000Kと低いことがわかった。また,不純物起源のH原子のバルマーベータ線のシュタルク広がりからプラズマの電子密度を評価したところ,2×10^<14>cm^<-3>程度の値が得られた。この電子密度は1000Kの熱平衡条件でサハ方程式より評価される電子密度より桁違いに高く,ヘリウムプラズマは非平衡プラズマであることがわかった。ヘリウムに水素を1.3%混入すると,プラズマが著しく熱平衡状態に近付くことが見出された。
プラズマの電子温度を直接計測するためのレーザートムソン散乱計測の準備を開始した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Speotroscopic studies of spark-plug assisted atmospheric-pressure microwave discharge2008

    • 著者名/発表者名
      M. ElSabbagh, K. Sasaki, M. Kaneko, Y. Ikeda
    • 雑誌名

      Proc. International Congress on Plasma Physics 2008, Fukuoka, Japan

      ページ: 306

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rotational and vibrational temperatures of spark-plug assisted atmospheric pressure microwave discharges operated with He and N22008

    • 著者名/発表者名
      M. ElSabbagh, K. Sasaki, M. Kaneko, Y. Ikeda
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Plasma Nanotechnology and Science, Nagoya, Japan

      ページ: 20

    • 査読あり
  • [学会発表] Hベータ線のシュタルク広がりに基づくスパークプラグ支援マイクロ波大気圧プラズマの電子密度測定2009

    • 著者名/発表者名
      M. ElSabbagh, K. Sasaki, M. Kaneko, Y Ikeda
    • 学会等名
      プラズマ科学シンポジウム2009/第26回プラズフプロセシング研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-02-04

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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