青木 秀之

新燃焼法として着目されるパルス噴霧燃焼法の可能性を実験により検証し、高負荷かつ低環境負荷な噴霧燃焼を実現すべく検証する。60MPaを超える高圧パルス噴射燃焼では不輝炎が観察され、噴霧流で誘起される急速な乱流拡散作用により予蒸発予混合燃焼を実現していることが示唆された。そこでパルス噴射の圧力、時間および間隔や燃焼用空気の混合制御によって、従来燃焼では得られない噴霧燃焼場を実現すべく実験的検討を行う。

製造業エネルギー消費は天然ガスにシフトしているものの、依然として石油が製造業エネルギー消費の約4割を占める。また原油高のため、廃油等の燃焼利用も進み、燃焼効率の低下や環境汚染物質排出量の増加が懸念されている。この問題の解決のためには、加熱炉や乾燥炉等で行われる燃焼加熱操作における高効率低環境負荷燃焼が必要となる。申請者らは中小事業所における加熱炉や乾燥炉等で使用可能な高効率低環境負荷燃焼技術開発を視野に燃焼法を検討した結果、超高圧パルス噴霧ノズルによる噴霧燃焼を思い至った。本燃焼法は強力な噴霧による燃焼負荷増大や、時空間的な温度・濃度の積極制御により、高効率低環境負荷燃焼を実現できる可能性がある。このため、超高圧パルス噴霧燃焼実験を行い、燃焼特性を明らかにする。

定置型燃焼器のより一層の省エネルギー推進と環境汚染物質の低減を目指して、超高圧噴霧燃焼による高効率燃焼技術開発の基礎的研究を行う。超高圧かつパルス的な燃料噴射によって、燃料・酸素予混合気が時空間的に形成される。その部分予混合燃焼における気流や噴霧条件を積極制御することで、自由空間における現象を理解し学術的に展開することで、「超燃焼技術」を提案する。

廃バイオマスを利用し堆肥を滅菌乾燥してリサイクルする新規な養豚法を企業と共同で開発し、CO2の低減とコスト削減を目指す。

低収縮性非粘結炭と高収縮性非粘結炭の石炭粒子中の配置状況が乾留時コークス内の応力発生に与える影響を評価する。

今後、シリコンウェハーの直径が大口径化する見通しの中、CZ法によるウェハー製造時に問題となる課題の一つとして、炭素るつぼや炭素ヒーターからの金属揮発による汚染がある。そこで現在の塩素を用いた脱金属の手法を大口径化した炭素材に適用する場合の反応プロセスを、実験データに基づくシミュレーション手法により検討し、脱金属の高速化と炭素材高純度化を達成する。

従来の高炉法に対して革新的な新塊成物を製造し、製銑プロセスにおけるCO2低減を実現する。

ガス体からの熱放射が重要となる高温空気燃焼条件における非灰色放射伝熱モデルによる解析手法を確立した。

スラッシュ成形表皮薄肉化におけるパウダー溶融過程の伝熱モデル計算を行い、設定温度による成膜厚さを予測する。

プラズマ中にすすの原料であるベンゼンを導入し、その熱分解・すす粒子凝集過程を解明した。

石炭ガス化溶融炉における壁面への灰付着現象の解明を目的として、実験・数値計算により付着支配因子を解明した。

ノングレー放射伝熱モデルによる高温空気燃焼の解析を実施。