非平衡プラズマによる燃焼化学の制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22340170
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐々木 浩一 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50235248)
• 研究分担者: 明石 治朗 防衛大学校, 応用科学群, 准教授 (20531768)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: プラズマ支援燃焼 / 非平衡燃焼化学反応 / 電子エネルギー / マイクロ波 / 誘電体バリア放電 / 電子加熱 / 予混合バーナー火炎 / ラジカル密度

研究概要

予混合ガスバーナー火炎にマイクロ波を照射すること,および,予混合ガスバーナー火炎に誘電体バリア放電を重畳することにより,火炎中の電子の温度がガスの温度より高い非平衡状態を作り出し,これにより,通常の火炎とは異なる非平衡燃焼化学反応状態が実現できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] 定常予混合バーナーの燃焼におよぼすプラズマ支援効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上杉喜彦,佐々木浩一
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 89 ページ: 225
• [雑誌論文] Transition from equilibrium to nonequilibrium combustion of premixed burner flame by microwave irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki and K. Shinohara
  • 雑誌名: J. Phys. D: Appl Phys 巻: 45 ページ: 455202
  • DOI: DOI:10.1088/0022-3727/45/45/455202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of rotational temperature and density of molecular nitrogen in spark-plug assisted atmospheric-pressure microwave discharges by rotational Raman scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: M. ElSabbagh, S. Kado, Y. Ikeda, and K. Sasaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 ページ: 076101
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.076101
  • 査読あり
• [学会発表] 二次元レーザー誘起蛍光法によるプラズマ支援予混合火炎内のOHラジカル密度計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,石亀裕晃,佐々木浩一
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] キャビティーリングダウン吸収分光法によるプラズマ支援バーナー火炎中のOH密度測定におけるミラー径の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,富岡智,佐々木浩一
  • 学会等名: 第30回プ ラズマプロセシング研究会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20130100
• [学会発表] 近赤外キャビティーリングダウン吸収分光法を用いた誘電体バリア放電支援予混合バーナー火炎内の OH ラジカル密度計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,佐々木浩一
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学,松山大学
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Simulation of Plasma Assisted Combustion (2): Electron energy distribution functions in methane, oxygen and argon mixture gas (2012)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗,佐々木浩一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] 誘電体バリア放電から供給される高エネルギー電子による予混合バーナー火炎内の燃焼反応活性化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,河野明廣,佐々木浩一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎の燃焼反応変化のメカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,佐々木浩一
  • 学会等名: 第47回応用物理学 会北海道支部/第8回日本光学会北海道地 区合同学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20120100
• [学会発表] Modeling of Plasma Assisted Combustion (2012)
  • 著者名/発表者名: Haruaki Akashi
  • 学会等名: 65th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: AT&T Conference Center, Austin, USA
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Measurement of OH radical density in dielectric barrier discharge enhanced premixed burner flame (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Zaima and K. Sasaki
  • 学会等名: 65th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: AT&T Conference Center, Austin, USA
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Timeconstants in the transition between equilibrium and nonequilibrium combustion states of premixed burner flame irradiated by pulsed microwave (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki and K. Shinohara
  • 学会等名: 65th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: AT&T Conference Center, Austin, Austin, USA
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Measurement of OH radical density in premixed burner flame withsuperposition of dielectric barrier discharge using cavity-ringdown absorption spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Zaima and K. Sasaki
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Control of combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki
  • 学会等名: 11th AsiaPacific Conference on Plasma Science and Technology
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] マイクロ波照射による空気メタン予混合ガス火炎中の電子の挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗,吉永智一,佐々木浩一
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] 誘電体バリア放電重畳予混合バーナー火炎における過渡現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,明石治朗,河野明廣,佐々木浩一
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] プラズマ科学から燃焼工学へのアプローチ:プラズマ支援燃焼 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木浩一
  • 学会等名: 応用物理学会九州支部シンポジウム
  • 発表場所: かんぽの宿柳川
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼反応の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Control of combustion reactions in a premixed gas burner flame by the superposition of a dielectric barrier discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Zaima, K. Takada, and K. Sasaki
  • 学会等名: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] Possibility of combustion control with the help of nonequilibrium plasma: plasma-assisted combustion (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, H. Akashi, and Y. Ikeda
  • 学会等名: 第24回プラズマ材料科学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] プラズマ支援燃焼における基礎シミュレーション-マイクロ波照射メタン空気予混火炎について (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗,佐々木浩一
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による燃焼速度増加のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Modeling of electron behaviors under microwave electric field in methane and air pre-mixture gas plasma assisted combustion (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Akashi, K. Sasaki, and T. Yoshinaga
  • 学会等名: 64th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Effect of the superposition of a dielectric barrier discharge onto apremixed gas burner flame (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Zaima, N. Takada, and K. Sasaki
  • 学会等名: 64th Gaseous Electronics Conference, Salt Palace Convention Center
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Effect of energetic electrons on combustion of premixed burner flame (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki
  • 学会等名: 64th Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Enhancement of burningvelocity in premixed gas burner flame by the superposition of a dielectric barrier discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Zaima, N. Takada, A. Kono, and K.Sasaki
  • 学会等名: 4th International Conference on Plasma Nanotechnologyand Science
  • 発表場所: Takayama PublicCultural Hall, Takayama, Japan
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Enhancement of burningvelocity in premixed burner flame due to electron heating by microwave irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, K. Shinohara, and N.Takada
  • 学会等名: 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition
  • 発表場所: Orlando World Center, Orlando, USA
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 予混合バーナー火炎への誘電体バリア放電重畳による火炎形状の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 財満和典,高田昇治,河野明廣,佐々木浩一
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第27回年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] プラズマ支援燃焼:プラズマ応用工学から燃焼工学へのメッセージ (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木浩一
  • 学会等名: 機械学会関西支部燃焼懇話会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] 予混合バーナー火炎へのマイクロ波照射による燃焼状態変化の時定数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木浩一,篠原功次,高田昇治
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] メタン空気混合ガス中の電子輸送係数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 明石治朗,佐々木浩一
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Modeling of electron transport parameters in methane and air mixture gas (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Akashi and K. Sasaki
  • 学会等名: Joint63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
  • 発表場所: Maison de la Chimie, Paris, France
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Spatiotemporalevolutions of gas density and gas temperature in spark-plug assisted atmospheric-pressure microwave discharges (2010)
  • 著者名/発表者名: M. ElSabbagh, S. Kado, M. Kaneko, Y.Ikeda, and K. Sasaki
  • 学会等名: Joint 63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
  • 発表場所: Maison de la Chimie, Paris, France
  • 年月日: 20100000