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Advanced application of low-temperature plasma for reduction of environmental impact in heat engines

低温等离子体的先进应用可减少热机对环境的影响

基本信息

批准号：
20K04939
负责人：
段智久
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的は「エンジン燃焼室における低温プラズマ生成の影響を検証し、プラズマ支援燃焼を熱機関の性能向上に資する」ことにあり、研究実施は「低温プラズマを発生させる電極を作成し、定容容器および二元燃料エンジンを試作して、放電の効果を実験的にとらえる」という計画である。圧力容器（既得）内に積層型の電極（正極：ピッチ10mm鋸刃上電極、負極：長方形平板）を設置し、電極にかける電源を電圧30[kV]、電流値を0.5、1.0、2.0、3.0[mA]と設定した。ヒーター加熱によって雰囲気温度を変化させた場合（10～55[℃]）、温度上昇とともにオゾン生成量も増加することが確認することができた。微量濃度の亜酸化窒素（3[ppm]）を混入し、室温条件での放電試験も行い、亜酸化窒素濃度の変化量を計測した。その結果、放電時間・設定電流値の増加とともに、その濃度が増加する結果となった。同軸円筒電極系において、円筒内に定常的な低温プラズマを形成するための電極系の提案とプラズマ点灯実験を実施した。放電方式を誘電体バリア放電とし、交流高電圧を印加することで定常的なプラズマの発生が認められた。また、円筒電極の長さ100mmに対して，プラズマへの投入電力は7.5 Wであった。燃焼室内および排気管内の雰囲気条件の模擬のため、高圧容器を作成した。また、容器内にプラズマを投入できるような電極形状の検討と生成されるプラズマの可視化およびスペクトル測定を行った。放電方式には誘電体バリア放電を採用した。電圧および電極間はパッシェンの法則を基に検討した。その結果、印加電圧電12 kV、極間距離1 mmのとき、安定的にプラズマを生成することができた。

The purpose of this research project is to demonstrate the influence of low temperature combustion on the performance of combustion support mechanisms. The research is to implement the project of electrode fabrication, constant volume container and binary fuel production. Pressure vessel (obtained) inside the multilayer electrode (electrode: 10mm saw blade electrode, electrode: rectangular plate) setting, electrode power supply voltage 30[kV], current value 0.5, 1.0, 2.0, 3.0[mA] setting. When the heating temperature changes (10~55[℃]), the temperature rises and the amount of heat generated increases. Trace concentrations of vitamin C (3[ppm]) were mixed into the sample at room temperature, and the concentrations of vitamin C were measured. The result of the increase in the discharge time, the increase in the set current value, and the increase in the concentration of the discharge current Coaxial tube electrode system, constant low temperature tube electrode system design and lighting The current mode is induced by the current, the AC high voltage is induced by the current, and the constant voltage is generated. The length of the cylinder electrode is 100mm, and the input power of the cylinder electrode is 7.5 W. The simulation of gas conditions in the combustion chamber and exhaust pipe and the construction of high-pressure vessels The shape of the electrode is determined by measuring the shape of the electrode. Li Guo's method of inducing electricity is adopted. The principle of voltage and electrode separation is discussed. The results are as follows: voltage 12 kV, interelectrode distance 1 mm, stable voltage generation

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Application of plasma assistance for internal combustion Engine -Discharge phenomenon under high pressure ambient conditions

等离子辅助内燃机的应用-高压环境条件下的放电现象

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kaoru Yamana ; Kezaburo Tsuzuki ; Shun Anno ; Ichiro Asano ; Hiroshi Akamatsu ; Takamitsu Yoshimoto ; Tomohisa Dan
通讯作者：
Tomohisa Dan

KAKEHI R4(2022)年度成果概要

KAKEHI R4 (2022) 结果概览