| 研究実績の概要 |
本研究では出力数百W級超小型ガスタービンに適用可能な液体燃料超小型燃焼器の開発を目標として，多孔質体を用いて液体燃料の予蒸発・予混合燃焼を実現する燃焼方式の確立に取り組んだ．本研究の最終年度には，①液体燃料の予蒸発・予混合に対する多孔質体の種類の影響を詳細に調べた．また，②提案した燃焼方式の有用性と燃焼器の実用性を評価するために排ガス性状を取得と長時間使用に対する燃焼器材質の健全性を調べた．以下にそれぞれの具体的内容と成果を記載する．
①前年度までに円筒型セラミック多孔質体を挿入した燃焼器で灯油燃料の予蒸発・予混合燃焼が可能であることを実証した．本年度は多孔質体の厚さや材質，気孔径が予蒸発・予混合に与える影響を調べた．平均気孔径230～580μmの範囲では，気孔径が異なっても形成される火炎や多孔質体の温度には有意な違いは見られなかった．多孔質体の厚さは5mmよりも10mm,15mmのほうが多孔質面上の火炎の一様性が向上し，多孔質体内部での燃料と空気の予混合がより進むことがわかった．一方，多孔質体が10mmより厚くなると圧力損失率は5％を超えるようになり，ガスタービン燃焼器の許容値を超えることとなった．
②燃焼器出口におけるCO濃度は200ppm未満であったがTHC濃度は100ppmほどと未反応燃料が存在し，燃焼器の小型化を損なわずに反応を促進する工夫がさらに必要である．現状のNOx濃度は100ppmほどであり，多孔質燃焼による希薄予混合の効果が見られることがわかった．十数分程度連続して燃焼実験を行っても，多孔質体には材質の酸化や目詰まりはほとんど見られず，実用に耐えうることを確認した．コーキングについては若干の発生が認められた．
研究期間全体を通じて多孔質体を用いた液体燃料の予蒸発予混合燃焼の実現可能性を実証した．モデル燃焼器を用いて灯油燃料の予蒸発予混合燃焼を達成し低NOxが得られることを確認した．
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