［ガス利用技術（業務用）］
副室式ガスエンジンの研究
エネルギー技術研究所
概要
当社ではこれまでにコージェネレーションシステムの開発を行い、積極的に販売してきており、2004年度現在において他ガス事業者も含めると全国で累積発電容量3126千kW、累積件数13770件となっている。また、天然ガスコージェネの普及分野は従来は熱需要が主体のお客さまに対する熱主電従型システムの販売が主流であったが、今後さらに拡販していくためには電主熱従型システムの開発が必要であり、高効率ガスエンジンの開発が重要である。近年、中大型クラスでは副室式希薄ガスエンジンが低NOxと高効率を実現しており、さらなる高効率化が期待される。
しかしながら、副室エンジンでの燃焼は単なる火炎伝播だけでなく主室・副室間の物質・熱の移動を伴う複雑な燃焼であるため、未だ解明されていない部分も多く、燃焼制御の指針が明らかになっているとはいえない。さらに、副室式ガスエンジンにおいてさらに高効率化するためには、高過給や高圧縮比化等の高出力化・高効率化手段を組み合わせて用いることが想定されるが、この場合、副室内温度や圧力が高くなり、ノックの発生が課題となると考えられる。
そこで、天然ガス副室式機関にて、副室連絡孔径を変化させた運転を行い、性能計測と燃焼室内の可視化により燃焼制御の方針について考察した。その結果、副室連絡孔を縮小すると副室からの火炎ジェットが抑制でき、主室内の急激な熱発生が緩和されることが確認された。従って、副室連絡孔径により火炎ジェットを着火源程度に抑制し、主室内を火炎伝播により緩慢に燃焼させることが燃焼制御方針の一つと考えられる。