高温空気燃焼

高温空気燃焼技術(High-Temperature Air Combustion Technology, HiCOT)は、蓄熱式熱交換器等により、燃焼炉に吹き込まれる空気を1100 K以上に予熱し、かつ、低酸素濃度に維持した高速気流中に燃料を吹き込ませ、燃焼させる技術です。

高温空気燃焼では、

• 省エネルギー率の大幅向上（CO2の大幅削減）
• NOx排出の大幅削減
• 低騒音
• 燃焼室内温度の均一性
• 炉の小型化

など、多くの利点を有しており、省エネルギー・低環境負荷を実現することが可能であることから、今後様々な実用燃焼炉において利用が期待されます。高温空気燃焼における温度・濃度領域の様子は、通常の燃焼と比べて大きく異なっており、その燃焼メカニズムの解明が不可欠です。

本研究室では、数々の高温空気燃焼に関する種々の研究を行っています。

●高温空気燃焼における乱流拡散火炎の構造に関する研究

高温空気燃焼で形成される噴流乱流拡散火炎のCH-PLIF画像を撮影し、火炎帯の可視化を行った結果、高温空気流中のリフトした火炎は多数の泡のような構造となっていることがわかりました。この泡状の火炎が炉内の高速流動によって遠方に運ばれるため、高温空気燃焼では広く分布した発熱帯構造が得られるものと考えられます。