Kiroku Yamazaki

Surface Ignition of Gaseous Hydrocarbons

流速20cm/secで上向きに流れる気体炭化水素と空気の混合気の中で白金系およびニッケル系熱電対の接合部を放射加熱した場合の昇温過程を解析して放射と反応による熱量の表面着火に対する影響を調べた。実験に用いた炭化水素はプロパン,n-ブタン,イソブタン,プロピレンおよび混合ブタンである。それによって得られたおもな結果はつぎのようである。炭化水素の表面反応による熱面の温度上昇はプロピレン,n-ブタン,プロパンおよびイソブタンの順に小さくなる。その違いはそれらの着火温度の違いよりも大きく,着火の難易はおもに反応による熱面の温度上昇の大小に依存する。着火に必要な最小加熱エネルギをそれに対応する限界熱放射度で表わすことができる。そのエネルギは反応による熱量に依存するもので限界放射度によって炭化水素の表面着火性を比べることができる。

Surface Ignition of Liquid Hydrocarbons

液体炭化水素蒸気と空気の混合気の中で白金系熱電対の接合部を放射加熱し,その昇温過程を解析して放射と反応による熱量の表面着火に対する寄与を検討した。代表的な液体炭化水素としてn-ペンタン,n-ヘキサン,n-ヘプタン,2,3-ジメチルブタン,イソオクタン,1-ヘキセン,シクロヘキサン,ベンゼン,トルエンおよびエチルベンゼンを選んだ。得られた結果はつぎのようである。気体炭化水素の場合と同様に着火に必要な最小加熱エネルギーに対応する限界熱放射度によって液体炭化水素の表面着火性を比べることができる。炭化水素の限界熱放射度はその化学構造によって異なり,パラフィン系炭化水素ではその平均炭素鎖長の長いほど小

Influence of Equivalence Ratio on Ignition Characteristics of Propane-Air by Means of Radiantly Heated Metal Surface

当量比0.4～2.6のプロパン-空気混合気を流速 20cm/sec で反応管の中を上向きに流し, その中に熱電対の接合部を置き, それを放射加熱し小金属熱面として混合気を着火した。熱電対は白金-ロジウム, クロメル-アルメル, タングステン-レニウムおよび鉄-コンスタンタンである。それぞれの熱面による混合気の着火温度, 反応による熱面の温度上昇, 着火の限界熱放射度と当量比および熱面の種類との関係を求め, 熱面の昇温に寄与する反応熱による部分と放射熱による部分を比較した。その結果をまとめるとつぎのようになる。(1) 着火の限界熱放射度は当量比に関係なく鉄系, タングステン系, ニッケル系および白金系金属面の順に小さくなる。(2) 反応による熱面の温度上昇は混合気が濃くなるにしたがって多くなる。ただし, 白金系熱面の場合は当量比 1.5 において最大値を示す。(3) 熱面の昇温に対する表面における発熱の寄与が大きい場合放射熱の寄与は小さくても着火が起こる。

On the Shock Wave Ignition of Propane-Oxygen Mixture

予混したプロパン-酸素混合気の衝撃波による着火についてその着火限界をもとめ,とくに圧力の影響を検討して,低圧における着火制御について, 一つの知見をうることを目的とした。内径26mm,長さ110cmの衝撃波管を用い, 空気を駆動ガスとして,低圧室の圧力が極めて低圧(6mmHg)までの着火限界をもとめた。低圧にするほど着火限界の幅はせまくなる。衝撃着火機構はSagulinの脂肪族炭化水素の熱着火機構に準じて,二段階にわけて考えられ,大気圧から100mmHgまでの間では,炭化水素のC-C結合が破壊される機欝,100mmHg以下の低圧まではC-H結合が破壊される機構をとることによって都合よく説明できる。

Conversion of Methane (Natural Gas) by an Engine Combustion Chamber.

天然ガスを酸素により部分酸化して,いわゆる合成用ガスを生成する反応を4サイクル内燃機関を反応器として進めた場合の生成ガス組成,燃焼温度,排気温度および出力等を理論的に算出してすでに報告した。そこで,この理論計算の結果を,CFR-エンジンを用いて実験的に検討した。圧縮比,点火時期および原料ガス混合比を変えて実験した結果,天然ガス・酸素の燃焼限界の上限近くの領域において乾ガス組成で水素および一酸化炭素をそれぞれ55～60%および40～35%含有するすぐれた組成の合成用ガスを生成し,同時にこの反応に使用した酸素を発生するために必要な動力を回収できることがわかった。さらに,これらの実験結果はさきに報告した理論計算の結果とよく一致し,理論計算の価値を改めて確認し,この方法が天然ガスから合成用有効ガスの生産に適していることを知った。