レーザーを集光して、ガソリンエンジンを着火に成功 明星大

 明星大でエンジンのレーザー着火に成功…燃焼効率化に期待。明星大学理工学部(東京都日野市)の斉藤剛・准教授(41)が、レーザーを使った着火装置でガソリンエンジンを稼働させる実験に成功した。

通常、使われている電圧式の点火プラグより、燃焼効率が良くなることが期待されている。

 斉藤准教授は大学院修了後、工業技術院機械技術研究所(現・産業技術総合研究所)で、レーザーによる着火装置の開発に携わり、3年前、同大機械システム工学科に赴任してからも研究を続けている。斉藤准教授の指示で、研究室の大学院生や学部生がレーザー着火装置の設計や組み立てをしている。レーザーの光をレンズで集めると、プラズマが発生し、燃料に点火することができる。

 通常、点火プラグはエンジンの端に取り付けられているため、燃焼により発生した熱がエンジンの容器を伝って逃げやすいという。レーザーの場合、レンズを調整すれば、エンジン内の中央部分に着火点を作れるため、熱の損失を防げ、効率良く燃焼させることができる。実験は5月に成功し、これまでのデータでは、約5%の効率アップにつながっているといい、斉藤准教授は「もっと性能のいいレーザーやエンジンを開発すれば、さらなる効果が期待できる」と語る。

レーザーを集光してできるプラズマはエネルギー密度が高いため、火が付きにくいとされるバイオ燃料の着火などへの活用が期待できるという。

読売新聞
http://www.yomiuri.co.jp/national/news/20090601-OYT1T00019.htm




*当ブログは、読みやすくなるよう若干の「編集」が入っております。
どうしても気になる方は、現行スレをご覧下さい。




5 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:14:59 ID:gXXJpSFR
レンズが煤けたりしないのかね?

9 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:23:05 ID:COnwgoAe
>>5
たぶん日本人ってのは、そこまで手を打って初めて成功したっていう人種だよ。



8 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:19:52 ID:jqpO3F1s
後のレーザー水爆である。
なんでもいいから点火させるだけってのは、数年前に出来てたとかじゃないのかね?


10 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:23:24 ID:9oiQ4L/b
これをディーゼル燃料の着火に使えばいいわけです。

75 :ちょっと一言:2009/06/02(火) 23:38:03 ID:uZghxx/g
>>10
その昔、「ロータリーエンジンをDOHCにすればもっと性能が上がるんじゃね?」
と、言った奴がいたな。



11 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:24:13 ID:zbqLv2XZ
5%上がれば相当変わるな。

12 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:25:02 ID:zmJyLauA
大学名を最初に目にした時 「ミョンシン大学」 と、誤読してしまったのは自分だけでしょうか?


19 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:37:17 ID:RyIeepZ8
後のデロリアンか…


21 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:44:34 ID:+oU3PPR3
韓国か中国かと思ったら、日本の大学なのか。


22 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:44:53 ID:uTsAj1xF
聞いた事が無い大学名、地道にやってるセンセイいるんだなァ。


23 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:46:45 ID:jYAGtmsz
レンズの材質には石英ガラスでも使うのかな?煤などがついたら目も当てられないな。

24 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:55:36 ID:K9gj5nsS
>>23
レーザーを照射するタイミングでほんの一瞬、シャッターを開けば良いんじゃないの?


25 :名無しのひみつ:2009/06/01(月) 23:56:39 ID:siVMG55N
>>23
レンズにはワイパー。



26 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:01:15 ID:y7hYJe/T
ピストンが上昇して、シリンダー内の空間がかなり狭まった状態で点火するんだから、中央も端も大して変わらない気がしなくもないのだが…

35 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:48:01 ID:jgurzTpe
>>26
ものすごく違う。通常の端子が飛び出てるガソリンエンジン用の点火プラグの代わりに、端子が引っ込んだロータリーエンジン用プラグ付けると、まともな性能が出ない。

シリンダー、シリンダーヘッド、ピストンに火炎の一部が接触すると、そこから熱が逃げ、火炎の広がりが極端に遅くなるのが原因。

それを避けるために、プラグを長くして燃焼室中央で火がつくようにしたり(当然そのプラグ自身が火炎を吸収しようとしてしまう)、シリンダー内に乱流起こして火炎がエンジンに接触しないようにしたり、苦労してるんだよ。



27 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:04:43 ID:tvkAc1Hy
これはロータリーエンジンの救世主になるな。


28 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:06:41 ID:0/xvzZIh
問題はレーザー本体が振動に弱いって事じゃないの?


29 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:08:34 ID:rAqkMZxR
ツインプラグの方が効率良さそう。


30 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:13:51 ID:8iGOih4b
今ごろ内燃機関とは、ちいっとピントがずれてるんでないの?


32 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:25:25 ID:A+KfMFEP
こんな優秀な人が偏差値40の学生に何を喋っても、サル山のサルに飼育員が話す感じでは?


33 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:31:10 ID:4mpnoB93
で、どの位すごいことなの?

35 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:48:01 ID:jgurzTpe
>>33
現在のピストン式の内燃機関で言うと、(点火プラグにも)何処にも接触しない場所から火が点いてくれればいいなーと言う100年来の夢が実現したような話。



34 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 00:47:54 ID:2pDLhfIH
5%も燃費が上がるなら頑張ればCO2目標削減目標いけるかもな。
明星大学って意外なこと研究してるんだな。


39 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 01:30:49 ID:g/s+RXlu
セルモーターいらなくなるの?


40 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 01:43:00 ID:yadKVaUk
レーザで点火した場合のメリット
・今までのスパークプラグのようなノイズが出ない→車内のAV環境がクリアに。
・集光位置を変えることで点火位置を任意の場所に設定でき、燃費向上?
・プラグのような磨耗などが少ない?
・ファイバなどで取り回しがある程度自由

デメリット
・レーザの制御が大変。エンジンルームに置くとしたら過酷な環境に耐えられるのか?
・光学系の調整が大変。振動とかで光軸ズレたりしないの?
・レンズが熱で歪んだり、汚れたりしない?

こんぐらいしか思いつかんな。
逆にこの実験ではどーやってデメリットを克服したんだ?

42 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 02:57:24 ID:SMmE2F7B
>>40
巷で売ってるレーザーポインタはクラス1かクラス2規格(低出力)のレーザーなんだが、それにレンズのみ交換すれば簡単に火がつく。そんな程度の出力でも着火は出来るでしょ。

なので、それを想定すればメカは簡単に想像つく。エンジン内部の温度程度に耐えうる集光レンズも普通にある。問題はレンズの耐久力と煤とかのカーボン対策じゃないかと。「1週間置きにバラしてレンズを磨いてください。レンズ交換は一年毎です」って仕様書付きなら作れそうだな。



43 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 03:16:13 ID:t+HnZWFY
水素を燃やせば煤は出ないのではなかろうか?でも水で曇る?

52 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 13:19:36 ID:jgurzTpe
>>43
吸気する大気中に炭素もあるからねえ。
ガソリンとかに比べれば、遥かに少なくはなるけど。



44 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 03:57:50 ID:4AE2xgBy
レーザーポインタは売ってないと思うんだが。
俺は買ったんだけどその後規制された、今は出力を制限して売ってるの?


45 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 04:01:25 ID:I8R4HfUq
それでも潤滑油や金属の摩擦で出るゴミで曇るだろ?

バルブの動作なんかでレンズの先っぽを常に磨くような機構になってるんだろうか?
プラズマ発生まで出力出せるんなら、水蒸気エンジンにはできんのか?

46 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 04:30:00 ID:KWVynmWU
> 水蒸気エンジンにはできんのか?
それはもろ蒸気エンジン。



47 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 05:06:32 ID:DpeqGxuo
んで、レーザーかプラズマかどっちに載るの?サイクロン?


50 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 06:27:35 ID:SmoN/X1w
明星は偏差値のわりに教授が良い、Z武も通信で卒業してるしな。


51 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 12:40:24 ID:GYLb4S7P
ディーゼルロータリーを実現できないものか?圧縮不足は構造上の根本的な問題なのだろうか。シーリングでなく。ハウジングの一部を高くしてアペックスシールの伸縮で誤魔化したりできんかな。

52 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 13:19:36 ID:jgurzTpe
>>51
おむすび方のローターではないロータリーエンジンなら、可能じゃないかな?十字型とか繭型とかのローターが回転する奴とかあるよ。まあ一番簡単なのは、コンプレッサと組み合わせて圧縮上げることだけど。でも、そこまで頑張ってディーゼルにする意味が薄い。

着火ではなく火炎の位置を制御しづらい発火を使うエンジンだし、燃焼が不安定なんだよ。



53 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 13:40:16 ID:Ud2Wiapc
プラグのお手入れが神経質になりそう…


54 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 13:46:25 ID:tsl+KrBA
焦点がずれてピストンに穴があいたりしないだろうな?


55 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 14:12:12 ID:oVFPTdKq
こっからどうやって商品レベルまで実用化を進めるかだな、頑張ってほしい。


57 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 14:53:09 ID:REYBSVc6
燃焼室内で発生する炭素が、レンズに付着してすぐに性能劣化しそうだが?

61 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 16:20:20 ID:QrFdrm69
>>57
極短パルスレーザーだと炭素はもちろん金属の切削もできるから、煤なんか吹っ飛ばせるだろ?



62 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 16:31:42 ID:KImy8wam
ああ、俺良い事思いついた。
シリンダーヘッドにレーザ着火式プラグを内臓すればいいんだよ。


70 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 21:23:50 ID:9F35TCnG
半導体レーザーを、電磁レンズにより制御すれば可能と思われる。

73 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 22:46:02 ID:rT1gmSX1
>71
電子レンジみたいに電磁気パルスで着火すれば、レンズの曇りも気にしなくていいね。



74 :名無しのひみつ:2009/06/02(火) 23:06:28 ID:hKExgBKU
これで1気筒水平対向ピストンが出来るな。




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コメント

名無し隊員さん
明星大学ってそんな無名だったのか・・・
光学関係だとよく目にする名前だったと思うんだがorz

この技術ってすごい地味だけど
使えるものになればかなりの燃料節約になりそうだよね

中の人◆OZ3bFThwrE
LOST48話目でソーヤの中の人が野原ひろしってことに、やっと気がついた。
( ;ФωФ)y~ 恐ろしい…

a
大学の偏差値と教授の能力は比例しないからな
優秀な人間が研究発表のために教授籍を取ってる、なんてのもよくある話、あるいは実績作りのための招聘とかな

あと、この技術のキモは記事の末尾にあるバイオ燃料への着火だと思う

依存症さん@_@
チャル大はどっちかっていうと心理学が有名じゃねえ?

依存症さん@_@
マツダの時代が来るんですね

名無し隊員さん
場所を教える時は中央大学の隣りっていう

名無し隊員さん
毎回ロータリーエンジンをロリータエンジンって読んでしまう

名無し隊員
数年前から分子研とトヨタがすでに成功してるわけだが・・・
今更感が・・・

名無し隊員さん
明星・・・合格してみせるッ!!!

名無し隊員さん
※6538
そう言う時はソースを出した方が良いと思うんだけど・・・

名無し隊員さん
『全ての明星族に・・・』鳥肌たったぜwww

VIPPERな名無しさん
現代のレーザー技術は日進月歩だからな。

出力のでかい炭酸ガスレーザーなら人が歩くのと同じような速度で
厚さ数ミリの鉄板を簡単に切っちゃうし、
逆に絶妙な出力に調整されたレーザーマーカーは
小さな医薬品のカプセルの表面にQRコードを書き込むような芸当もお手の物。

ガソリンエンジンに組み込むとしたら光学系の曇り対策とかが解決すべき課題になりそうだが。

名無し隊員さん
ロータリーエンジン
それは具現化された孤高

名無し隊員さん
>曇り

レンズ表面のゴミを蒸発させる強度>焦点の混合気をプラズマ化する強度
だから大丈夫。

左辺に対して右辺を大きくするだけなら態と焦点ずらすとか、方法はいろいろあるし。

名無し隊員さん
>74は多分評価されない天才だと思う
目からウロコが落ちたわ

名無し隊員さん
>>74
>>6546
物理的にムリだろw 2種類考えられるが・・・

①ピストンの前と後ろに燃焼室
ピストンロッドどこに配置するんだ?潤滑と冷却はどうする?

②燃焼室1つに向かい合ったピストン2つ
可動部分が多くなるだけでロスが多いだろ。普通のエンジン形式の方が有利。

名無し隊員さん
RX-7マダー?

名無し隊員
>>6540
http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ASSP-2008-MB4
今までのプラグと比べて火炎がどう広がるとかも発表されてるな。
ま、企業がかんでるから情報が表に出にくくてわかりずらいのは考慮しても
読売の記者はちゃんと調べたのかね?(笑

クルマヲタさん@_@
≫35

>シリンダー内に乱流起こして火炎がエンジンに接触しないようにしたり、苦労してるんだよ。

これはチガウ。
シリンダー内に乱流を起こすのは、燃焼速度を上げてノッキングを起こり難くし、要求オクタン価を下げるため。

火花点火に関しては、プラグギャップ間に生じたイオンが風で飛ばされて、失火の原因になるので、乱流の無い方が着火性は良い。

6540
※6553
PDFをDLしようと思ったら垢のページに飛ばされるんだが。
もし6538の発言の「数年前から分子研とトヨタがすでに成功してる」というのがその中にあるのだとしたら自分には確認できないな。
それともOSAの垢をとれとでも?

名無しさん@お腹いっぱい。
ホンダがロータリーを手掛けていたらもっと良くなっていた…とは
言っちゃいけないことではある

トヨタには「レーザーエンジン」があるw

名無し隊員さん
6553のいう論文は、
"High Peak Power, Passively Q-switched Cr:YAG/Nd:YAG Micro-Laser for Ignition of Engines"ってタイトルの学会発表だね。
明星大の先生が最初じゃないみたいだ。

ただ、最初に発表されたものしか意味がないというわけじゃないからなあ。学会発表レベルだったら、どこまで本当かもわからないし。

名無し隊員さん
ウチの学校こんな研究してたんだ……
まあ、青梅の方の俺にゃあさっぱり関係無い訳だけど。

 
>>10
ディーゼルなのにレーザーで着火って…

名無し隊員さん
ガノタはいないのか・・・。

リアル イグニッションレーザーに期待

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