アンモニア燃料の燃焼性能低下と排ガス中のNO_x排出量の増加という問題を解決するために、カップリングされたスライディングアークプラズマ発生器を備えた渦流バーナーにおいてアンモニア燃焼の強化実験を実施した。メタン助燃、プラズマ助燃、およびプラズマとメタン助燃のカップリングなど異なる助燃方式がアンモニア燃焼渦流炎の特性とNO生成特性に及ぼす影響を研究した。実験結果は、メタン助燃と比較して、プラズマとメタン助燃のカップリングおよび単独のプラズマ助燃の両方がアンモニア燃焼安定性を効果的に向上させ、NH₃/空気当量比0～5.0の範囲で正常燃焼を維持し、アンモニア渦流炎の安定燃焼限界範囲を広げることを示した。単一のメタン助燃やプラズマ助燃と比較して、プラズマとメタン助燃のカップリング状態（プラズマ出力0.8 kW、メタン流量1 L/min）では、放電により生成されるH_αおよびOH活性粒子が著しく増強され、プラズマ助燃中の化学効果が高められた。さらに、NH₃/空気当量比が0.6から0.8に増加すると、排ガス中のNO排出質量濃度は7000 mg/m³を超えるところから約100 mg/m³まで急速に低下した。加えて、気体温度は単純プラズマ助燃条件よりわずかに低く、単純プラズマ助燃条件下のアンモニア燃焼炎温度は約2030 Kに達する。

アンモニア安定燃焼;プラズマ助燃;燃焼安定性;スペクトル特性;排ガス排出