部分予混合雰囲気中における可燃性固体の燃え拡がり－火炎先端への燃料の拡散の重要性

摘要

通常，燃焼前の燃料と酸化剤の混合状態をもとに，予混合燃焼と拡散燃焼に分類することが一般的である．しかしながら浮き上がり火炎のように，燃料と酸化剤を別々に供給しても，火炎の基部では燃料と酸化剤の混合が進み，ある条件下では希薄予混合火炎，過濃予混合火炎，拡散火炎からなるトリプル火炎（Triple Flame）が形成されることが知られており，この火炎に関して多くの研究が行われている（例えば，［1，2］）．近年，あらかじめ燃料側（もしくは酸化剤側）に一部の酸素（もしくは燃料）を添加した場合を部分予混合燃焼と呼ぶようになったが，排気ガス中に含まれるNO{sub}xをこの部分予混合化により低減できることが報告されている［3，4］．これは気体が燃焼する場合であるが，液体燃料を用いるディーゼルエンジンやガスタービンでも，反応前に燃料が周囲の空気と部分的に混合することば起こりうる．実際のエンジンでも，このような部分予混合化により排気ガス中の粒子状物質（PM）や窒素酸化物（NO{sub}x）を低減させたクリーンで高熱効率のディーゼル機関が検討されている［5］．また最近行われた噴霧燃焼の研究において，燃料を空気中に噴き出す場合でも，液滴径が大きいと燃料蒸気が空気と部分的に混合して燃焼することが指摘された［6］．