火炎流の解析

旋回式ブラフボディ型燃焼器の開発

バーナーから燃料を噴出させてできる火炎は拡散噴流炎と呼ばれています。この炎は燃料流速が増大するとバーナー基部からリフトし、ついには吹き飛びます。したがって高負荷燃焼に対しては保炎性の高いバーナーの開発が必要です。
 本研究室では、下図に示されるように従来のブラフボディ型燃焼器のスワーラ(旋回流発生装置)を装着することにより、高い保炎性を有するバーナーを開発しました。




旋回式ブラフボディ型燃焼器の概念図





 左側の従来型の燃焼器では、炎がバーナーから浮き上がったリフト火炎の状態になっています。一方、右側の旋回ブラフボディ型燃焼器では、燃料と空気の条件が同じであるにもかかわらずリフト火炎の発生が抑制されていることが分かります。




 この図からは、空気流を旋回させることで、より広い燃料流速の範囲で安定した火炎が得られることが分かります。




 この図は、PIV(Particle Image Velocimetry)と呼ばれる方法で計測した旋回式ブラフボディ燃焼器火炎中の速度ベクトル図です。旋回流の影響により、空気流だけでなく中心軸の燃料噴流も下流側で半径方向に大きく広がっていることがわかります。保炎性の機構解明についてはさらに詳細な検討が必要であり、今後この研究を推進していきます。