Combustion Engineering Laboratory, Osaka University

新たな燃焼技術・点火技術の研究開発

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■レーザー誘起ブレイクダウンを用いた点火

プラズマ支援点火に関しては,レーザーを用いた点火(レーザー点火)に取り組んでいます.レーザー点火はレーザ誘起ブレイクダウンによって形成されるプラズマを点火源としますが,通常のスパークプラグを用いた点火とは異なり,高圧条件においてプラズマの形成が容易になるという特徴を持ち,点火位置の空間的な自由度が高く燃料の消費を抑えた希薄燃焼条件に効果が期待される点火手法です.レーザー点火およびナノ秒繰り返し放電による点火に取り組み,点火源となるプラズマを火炎核が自律的な火炎伝播を開始するために十分な時間(数100 msのオーダ)まで持続することが重要であることがわかってきています.

Jun Hayashi, Liu Chen, Fumiteru Akamatsu, Atsushi Nishiyama, Asha Moon, Yuji Ikeda, Effects of microwave-enhanced plasma on laser ignition, Ignition Systems for Gasoline Engines, (2016), Springer, M. Günther and M. Sens (eds.), 246-253. (DOI 10.1007/978-3-319-45504-4_14).

■誘電体バリア放電の火炎への重畳効果

燃料の希薄化などによって顕在化する燃焼の不安定化を解決することを目的として,プラズマを用いた燃焼支援・点火支援に関する研究を行っています.プラズマ支援燃焼に関しては,誘電体バリア放電を未燃混合気および燃焼場へ重畳させることで,活性化学種量が増加し,層流燃焼速度の上昇が可能であることがわかりました.

Sara Lovascio, Tim Ombrello, Jun Hayashi, Sergey Stephanyan, Gabi Stancu and Christophe Laux, “Effects of Pulsation Frequency and Energy Deposition on Ignition Using Nanosecond Repetitively Pulsed Discharges”, Proceedings of the Combustion Institute, (2016), In Print.

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