| 研究概要 |
燃焼技術に関連するエネルギー問題および環境問題が大きな社会問題となっている.化石燃料は将来必ず枯渇する.また地球温暖化を代表とする環境問題は人類の生存さえも脅かす大きな問題である.豊かで,持続可能な社会を構築するためには化石燃料に代わる新燃料の開発は緊急の課題である.新エネルギーの一つとして水素が考えられる.化石燃料を使用する炭素循環エネルギーシステムに比べ,水循環エネルギーシステムは量的にも,その速さにおいても格段に優れている.
水素利用技術の観点から,水素燃料から動力を得る場合には水素の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池が熱効率の点で優れている.しかしながら,水素を直接熱源としそ利用する水素燃焼の役割も大きい.ただし,水素は炭化水素燃料と比べ,爆発性の高い燃料であり,安全な燃焼法の確立が求められる.そこで,本研究の目的は(1)安全な小型水素炉内燃焼技術の確立と(2)その燃焼特性め解明である.
本年度は初年度製作した小型水素炉内燃焼器(第1号燃焼器)の改良,および改良型燃焼器の燃焼特性の調査を行った.最も大きな変更は,第1号燃焼器の炉底部壁面に接線方向に設置された旋回火炎(水素旋回パイロット火炎)の修正である.この水素旋回パイロット火炎が噴流火炎の強力な保炎性能を持つことが明らかとなったが,同時に壁面を加熱し,熱疲労によって炉壁の損傷を引き起こすことが明らかになった.そこで,炉壁の損傷を防ぐために,バーナ側壁表面に沿って,空気旋回流を流し,その内側に水素を環状に流入する改良型燃焼器を作成し,この燃焼器の安定な燃焼範囲について調査した.本改良により,広範の条件で安定的に燃焼する小型水素炉内燃焼器が完成した.
次年度は本燃焼器の特性を評価するために,温度,濃度測定を行い,燃焼器の更なる最適化を行う予定である.
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は代表的な実験条件を抽出し,温度,濃度測定を行い,詳細な火炎構造の同定を行う.さちに,これらのデータから最終的な,安全な小型水素炉内燃焼器の実現を目指す.
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