高分散噴霧燃焼法(HDSC法)の提案とその応用技術の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760133
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 三上 真人 山口大学, 工学部, 助教授 (20274178)
• Keywords: 噴霧燃焼 / 液体燃料 / 予混合噴霧 / ガスタービン / ディーゼルエンジン / 高分散噴霧

Research Abstract

1.予混合噴霧流燃焼実験
ガスタービン,液体ロケットエンジンや油焚炉では連続的に噴射された液体燃料の噴霧燃焼が行われる。多くの場合において,液体燃料は燃焼に先立ち幾らかの酸化剤と混合される。そして,さらに酸化剤が噴霧火炎外部から供給され拡散燃焼を完結させる。ここではまず,このような実用上重要である過濃予混合噴霧流について系統的な実験が可能なバーナを製作し,燃焼特性の把握を行った。その結果,噴霧流の総当量比と微粒化状態とに依存して異なる二つの燃焼モードが発現することが明らかになった。今後,噴霧流の総当量比を1より小さい希薄側へと拡張することにより、現在一般に用いられている噴霧燃焼から本課題において提案している高分散噴霧燃焼まで系統的な理解を目指す。
2.対向流予混合噴霧燃焼実験
これまでに開発を行ってきた拡散燃焼用の対向流噴霧燃焼装置を用いて,予混合噴霧を対象とした燃焼装置へと改良を行った。この装置では,噴霧の粒径分布と流れ場のひずみ速度を変化させて実験を行うことができる。本年度は,予混合噴霧を用いた燃焼実験が本装置を用いて可能であることを確認し,対象として用いる液体燃料の選定および搬送気体および対向気体の選定を行った。また,エキサイプレックス法による蒸気相と液相との分離計測を行うための予備実験も実施した。
3.LPPガスタービン用噴射弁の噴霧特性実験
ガスタービンにおける高分散噴霧燃焼法の応用例である予蒸発予混合(LPP)燃焼ガスタービンについて,その噴射弁により形成される予混合噴霧の特性を位相ドップラー粒子分析計を用いて調べた。計測は予混合管内の噴霧についても行い,噴霧の分散特性の把握を行った。

Research Products

• [Publications] Marutani, Y.: "Study on Pre-vaporized and Premixed Gas Turbine Combustion Technology for High Carbon Ratio Fuel (HCRF)"Proceedings of International Gas Turbine Congress 2003 (IGTC2003). (CD-ROM). TS-152 (2003)
• [Publications] Mikami, M.: "A Study on Burning Behaviors of Partially Premixed Sprays"Proceedings of The Fourth Asia-Pacific Conference on Combustion (ASPACC 2003). 495-498 (2003)
• [Publications] 吉岡健詞: "LPPガスタービン用噴射弁の噴霧特性に及ぼす予混合管の影響"日本航空宇宙学会西部支部講演会(2003)講演集. 79-82 (2003)
• [Publications] 吉岡健詞: "LPPガスタービン用噴射弁における予混合管内噴霧特性"第12回微粒化シンポジウム講演論文集. 325-328 (2003)