DMEの基礎燃焼特性の解明と新燃焼法の開発に関する研究

(1)研究の概要ジメチルエーテル(以下DME)は燃焼時に硫黄酸化物やすすを発生せず,また,EGRなどとの組み合わせによりディーゼルエンジンからの窒素酸化物の排出量を大幅に低減できるため,将来的にはディーゼル自動車用燃料,電力用燃料及びLPガス代替燃料,燃料電池用燃料など幅広い用途に利用可能な新エネルギーとして期待されている.このような背景から燃焼分野においてもDMEを用いた実用低公害燃焼器の効率的な開発が求められており,このためにはDMEの基礎燃焼特性および反応過程を調べる必要がある.しかしながらそのような研究はこれまで少なく,申請者が知る限り最近Simmieらの研究グループが測定した層流燃焼速度のデータがある程度である.申請者はこれまでガス燃料の基礎的燃焼特性の把握と最適な燃焼手法の開発に関する研究を行ってきた.以上の背景から本研究ではこれまでに他の燃料において実績のある実験装置ならびに手法を用いて,次世代代替燃料として有力なDMEの基礎燃焼特性を解明し,その結果に基づき最適な燃焼手法の検討を行った.(2)研究成果本年度の研究では対向流バーナーを制作し,DME拡散火炎の着火,消炎実験を行った.消炎実験の結果,DMEはプロパンより消炎しにくいことが分かった.また,酸素富加な燃焼条件では,火炎が消炎しにくくなることが分かった.一方,着火実験の結果,本研究の条件ではDMEはプロパンより自着火特性は悪化した.このことから自着火に及ぼす拡散の影響が大きいことが分かった.

(1)研究の概要ジメチルエーテル(以下DME)は燃焼時に硫黄酸化物やすすを発生せず,また,EGRなどとの組み合わせによりディーゼルエンジンからの窒素酸化物の排出量を大幅に低減できるため,将来的にはディーゼル自動車用燃料,電力用燃料及びLPガス代替燃料,燃料電池用燃料など幅広い用途に利用可能な新エネルギーとして期待されている.このような背景から燃焼分野においてもDMEを用いた実用低公害燃焼器の効率的な開発が求められており,このためにはDMEの基礎燃焼特性および反応過程を調べる必要がある.しかしながらそのような研究はこれまで少なく,申請者が知る限り最近Simmieらの研究グループが測定した層流燃焼速度のデータがある程度である.申請者はこれまでガス燃料の基礎的燃焼特性の把握と最適な燃焼手法の開発に関する研究を行ってきた.以上の背景から本研究ではこれまでに他の燃料において実績のある実験装置ならびに手法を用いて,次世代代替燃料として有力なDMEの基礎燃焼特性を解明し,その結果に基づき最適な燃焼手法の検討を行った.(2)研究成果本年度の研究では対向流バーナーを制作し,DME拡散火炎の着火,消炎実験を行った.消炎実験の結果,DMEはプロパンより消炎しにくいことが分かった.また,酸素富加な燃焼条件では,火炎が消炎しにくくなることが分かった.一方,着火実験の結果,本研究の条件ではDMEはプロパンより自着火特性は悪化した.このことから自着火に及ぼす拡散の影響が大きいことが分かった.