研究内容

流動する可燃性ガスの着火特性

可燃性ガスの着火特性は,例えばより省エネかつ,人体や環境に有害な燃焼排出物を抑制できる新しいエンジン技術の開発のために非常に重要な特性です。一方で,可燃性ガスをエアコンの冷媒や,燃料電池のエネルギー源などに利用する場合に,これが何らかの理由で漏洩し着火すると火災・爆発事故に至る恐れがあるので,その防止の観点からも重要な特性です。特に可燃性ガスが比較的低速で流動する場合は,着火に必要なエネルギーが小さくなることも指摘されています。本研究室ではこの比較的低流速で流動する可燃性ガスの着火特性がどのような因子に支配されているかを明らかにし,その予測手法を確立するために,理論・実験・シミュレーション技術を駆使した研究を実施しています。最近では以下のようなテーマで研究を進めています。本研究の一部は(国研)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)委託事業の一環として実施しています。その他の一部は日本学術振興会の科学研究費補助金を受けて実施しています。

①流動する可燃性予混合気の熱面による着火特性

②流動する可燃性予混合気の消炎距離

③流動する可燃性予混合気の着火シミュレーション


流動するプロパン/空気予混合気に電気スパークで着火したときの火炎伝播の様子を上方から撮影しました。

流動する可燃性予混合気が1000℃弱の高温熱面に接触したときの着火の様子です。熱面の上端あるいは下端から火炎が広がる傾向があります。

流動する可燃性ガスが熱面に衝突したときの速度や温度をシミュレーションしています。