| 研究課題/領域番号 |
26420160
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
伊東 弘行 神奈川大学, 工学部, 准教授 (30372270)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | バイオマス / ブリケット / 燃焼 / 端面 / 一次元 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、形状および性状を比較的揃えて製造できるというバイオマスブリケットの特長を活かした、燃焼炉のハンドリング向上が期待できるバイオマス固体の新規燃焼方式を提案するものである。そのため本研究では、バイオマスブリケットの一端から着火し、固定炭素分および揮発分を同時に一次元的に燃焼させる新規提案燃焼方式の吹き消え限界、燃焼負荷や燃焼効率などの燃焼特性を調べ、本提案燃焼方式の実燃焼器への適用可能性を確認することを目的としている。
本年度は、実施計画の通り、まず円柱(φ30mm×60mm)ブリケットの製造条件の確認を行った。ブリケットの燃焼挙動を調べるにあたり、ブリケット性状をコントロールして製造することは非常に重要である。おがくず初期水分、圧縮力、加熱温度などの、ブリケット密度および水分への影響を調べ、ブリケット密度900～1300kg/m3、水分率5～15%の範囲の製造条件を確認した。また、円筒形状(φ35mm×φ18mm×60mm)ブリケットの製造も行った。
ブリケット燃焼過程には、ブリケット内部の熱移動が大きく影響すると予想され、ブリケット内部熱移動へのブリケット密度や水分の影響を調べることは重要である。円柱ブリケット外面を輻射加熱し、内部温度の時間変化から、見かけの熱拡散率を調べた。見かけの熱拡散率へのブリケット密度の影響は大きくなく、水分率が大きく影響することがわかった。
密度1300kg/m3における円柱および円筒形状ブリケットの一端から着火し、準一次元的に燃焼させる端面燃焼実験を行った。ブリケットを高温空気で加熱して一方の端面から表面燃焼および気相燃焼させることが出来ることが確認された。本研究の範囲では、気相燃焼時のブリケット質量減少速度がほぼ一定であることが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験装置製作、実験実施と、ほぼ実施計画通りに実施されている。今年度の目標とした、(1)円柱ブリケット製造条件の確認および円筒ブリケット製造、(2)円柱ブリケット熱拡散率へのブリケット密度および水分率の影響確認、(3)円柱および円筒ブリケットの端面燃焼の確認、を実施することが出来た。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度に引き続き、異なる形状の円筒ブリケット(φ40mm×φ26.5mm×60mm)の製造条件を確認する。ブリケットの見かけの熱拡散率へのブリケット水分率の影響が大きく、ブリケット密度の影響が明確に分離できていない可能性があることから、熱拡散率測定実験の前に恒温炉で加熱して完全に水分を放出させた円柱ブリケットについて見掛けの熱拡散率を測定し、熱拡散率へのブリケット密度の影響を確認する。
本年度の燃焼実験では、気相燃焼を伴う端面着火を引き起こす条件の確認が十分ではなかったので、引き続き着火を決定する因子および条件について検討する。ブリケット吹き消え限界、着火遅れ時間、燃焼速度などへのブリケット密度、水分およびブリケット形状の影響について検討する。また、燃焼排ガス分析を行うことで、燃焼効率について考察を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度に新たな円筒ブリケットを製造する金型、および端面燃焼用燃焼機器を製作する予定であるが、次年度予算(300,000円)のみでは不十分である可能性があり、本年度の残金を繰越して次年度分と合算して使用する方が研究遂行上、有益であると判断したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
寸法の大きな円筒ブリケット(φ40mm×φ26.5mm×60mm)を製造するための金型、および燃焼炉に大きな円筒ブリケットを設置するための装置を製作する。その他、バイオマス試料や分析用消耗品等を購入する。
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