マイクロコンバスタの燃焼特性に及ぼす燃焼器材質の影響

摘要

炭化水素燃料の高いエネルギ密度を利用し，燃焼熱に基づき発電や加熱を行うことを目的として、超小型の燃焼器を実現しようとする試みが近年盛hになっている．しかしながら微小スケールにおいては体積に対する表面積の割合が大きいため，熱損失の影響が増大し燃焼を維持することが困難になる．これを解決する一つの手段として熱再生型バーナの利用が挙げられる．熱再生型バーナでは，未燃混合気が反応熱により予熱されるため,系全体として熱損失が低減され，微少スケールにおいても，より安定な燃焼が実現できる．丸田らは，熱再生型バーナの一つであるスイスロールバーナ[1]を基幹技術とし，小型のコンバスタ（Φ46）を試作、安定燃焼を実現した[2]．また，排気や熱的特性を調べ，これらのコンバスタを小型のヒータとして利用できる可能性を示した[3][4]．また装置の小型化にも取り組み，500円玉サイズのコンバスタ（Φ26）の安定燃焼も実現している[5]．一方，コインサイズコンバスタでは流速の上限界(吹き飛び限界)が確認されたものの，それ以外のコンバスタではこうした現象は確認されていない．これら燃焼特性がどのようなメカニズムによるかを明らかにするために，流路寸法，熱再生距離，天板，底板の厚みなどの寸法パラメータの影響を検討してきたが，その支配要因は完全には明らかになっていない[6]．そこで本研究では，材質の異なるコインサイズコンバスタ及び小型コンバスタを試作，実験を行い，コンバスタの燃焼特性に及ぼす材質の影響を確認することを目的とした．