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2016 年度 実績報告書

液滴パージとレーザー点火によるパルスデトネーション技術の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 26289323
研究機関広島大学

研究代表者

遠藤 琢磨  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00211780)

研究分担者 難波 愼一  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343294)
松岡 健  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40710067)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードエネルギー効率化 / 航空宇宙工学 / 流体工学 / 熱工学
研究実績の概要

今年度は、①「溶射用パルスデトネーション燃焼器の冷却技術と耐摩耗技術」の高度化、②「CoNiCrAlY溶射皮膜実用化」のための技術開発、③「タービン駆動用パルスデトネーション燃焼器の大流量化」のための課題抽出、ならびに④「パルスデトネーション燃焼器にレーザー点火を導入する際の特徴」の実験的解明、を行った。
①については、冷却能力を上げるため冷却水循環用のチラーを2台に増設し、燃焼器の上流部分と下流部分を2つの循環水系で冷却するように改良した。また、長時間溶射を行うと溶射用粉体によって燃焼器内面が摩耗し、運転に支障をきたす(冷却水の漏洩)問題を解決するため、炭化タングステンの薄い円筒を燃焼器内面に装着する方法を考案し、最終的に、溶射用粉体を導入しつつ30分間の連続運転を達成した。②については、エチレン・酸素混合気をアルゴンで希釈してパルスデトネーション溶射でCoNiCrAlY皮膜を作製し、アルゴン希釈度と皮膜性能(気孔率、基材への密着力、酸化物度)の関係を実験的に調べ、実用皮膜の基準を満たす皮膜作製条件を見出した。③については、市販されているターボチャージャーにパルスデトネーション燃焼器の平均流量を合致させるため、燃焼器の大容積化を試み、開発すべき技術課題を探った。具体的には、燃焼器の後半部分のみを大口径化するため、燃焼器の途中に口径拡大部を設けた装置を試作して実験を行った。結果として、口径拡大部において口径を拡大させる側壁の開き角が運転安定性を非常に強く支配しており、デトネーションが安定して伝播できる側壁開き角を基礎研究によって明らかにせねばならないことが判明した。④については、流速を100 m/s程度まで上げられるレーザー点火基礎研究用の可視化実験装置を構築し、高速流中におけるレーザー点火の特徴を、通常のスパークプラグとの比較において実験的に明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] An experimental study on the ignition ability of a laser-induced gaseous breakdown2017

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, Y. Takenaka, Y. Sako, T. Johzaki, S. Namba, and D. Shimokuri
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 178 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2017.01.016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reduction of air flow rate for pulse-detonation-turbine-engine operation by water-droplet injection2016

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, K. Masuda, W. Watanabe, T. Mukai, H. Nagai, T. Johzaki, and K. Matsuoka
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1299/jtst.2016jtst0022

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] パルスデトネーション溶射による低気孔率アルミナ皮膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      小久保光成, 諸橋佑紀, 望月弘睦, 篠原佑太, 金佑勁, 城﨑知至, 遠藤琢磨, 松岡健, 花房龍男, 竹保義博
    • 学会等名
      平成28 年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-10
  • [学会発表] Temperature Control in Pulse-Detonation Thermal-Spray Technology2016

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, K. Kokubo, Y. Morohashi, K. Kimura, W. Kim, T. Johzaki, K. Matsuoka, T. Hanafusa, and Y. Takeyasu
    • 学会等名
      2016 International Workshop on Detonation for Propulsion
    • 発表場所
      National University of Singapore (シンガポール)
    • 年月日
      2016-07-12 – 2016-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] パルスデトネーション燃焼器を用いたNiCr溶射皮膜の作製2016

    • 著者名/発表者名
      小久保光成, 諸橋佑紀, 城﨑知至, 遠藤琢磨, 松岡健, 花房龍男, 竹保義博
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-08
  • [学会発表] プロパン・空気予混合気におけるレーザー点火と火花点火の比較2016

    • 著者名/発表者名
      竹中祐平, 三紙航平, 城﨑知至, 難波愼一, 下栗大右, 遠藤琢磨
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-08
  • [学会発表] A comparative study of spark ignitions induced by high-power laser and by high-voltage electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takenaka, Y. Sako, K. Mikami, T. Johzaki, S. Namba, D. Shimokuri, and T. Endo
    • 学会等名
      Laser Ignition Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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