ダリウス形横流水車による超低落差水力利用システムの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555040
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 高松 康生 九州大学, 工学部, 教授 (30037709)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高原 久定 九州大学, 工学部, 助手 (40037875) ; 古川 明徳 九州大学, 工学部, 助教授 (30112410)
• Keywords: 水力機械 / 水車 / 横流 / ダリウス形ランナ / 性能 / 自己起動

Research Abstract

超低落差用にダリウス形横流水車を考え,本年度行った調査として,1.導入管形状によるランナ性能の向上:現有の平行壁流路を拡大流入流路に代えることにより約5%の翼効率の向上を得た.しかしこの場合,導入管部での流速増加による付加的流れ損失を伴うため総落差に対する水車全体の効率は平行壁流路と大差ないことが知られた.2.導入管部での案内羽根設置によるランナへの流入流の最適化:流れ損失の低減から導入管部に縮小流入流路を用い,しかもランナ翼の発生トルクの増大を図る目的から案内羽根による流入流最適化試験を行ったが,現状ではその有効性が見いだせなかった.3.ランナ翼性能推算プログラムの改良と検証:供試翼に対して導かれた推算法を,種々の翼形状・取付け姿勢及び広範囲の速度比でも適用可能なように改良を加えた結果,最高効率点を挟む比較的広い範囲で精度よく予測できることがわかった.しかし自己起動調査時に必要となる低速度比では翼特性の動的効果のため,現状では不十分なことが知られた.4.軸系の各要素での損失トルクの定量化とその低減:ランナへの翼固定法,すなわち軸より伸ばしたア-ム端に翼を取付ける方法とディスクを軸に取付けて翼を固定する方法について損失トルクを実測調査し,ランナピッチ円直径によってその大小関係が変わることがわかった.5.水位・トルク等の動的特性の定量化:発電機及びクラッチ等のシステム構造を検討して個々の特性を定量計測するとともに,自己起動から正常運転点への移行過程における諸パラメ-タを連続計測し,数値シミュレ-ション結果との比較を行い,その一致性を確認した.6.吸出し管形状による流れ損失の低減化:水位可変調整装置を組込んだ供試模型を製作し,次年度継続研究に向けての装置の改造を行った.今後は実機に近付けた装置を用いて,高性能設計法,高効率運転法及び設置計画法を確立し,その検証を行う予定である.

Research Products

• [Publications] 古川 明徳,竹之内 和樹,佐々木 俊彦,大熊 九州男,高松 康生: "ダリウス形横流水車の低速度比におけるランナ翼特性に関する実験的研究" 九州大学工学集報. 63. 681-685 (1990)
• [Publications] 高松 康生,古川 明徳,竹之内 和樹: "長方形管内に置かれたダリウス形羽根車を通る流れの理論計算法の比較" 九州大学工学集報. 64. (1991)
• [Publications] 古川 明徳,竹之内 和樹,大熊 九州男,佐々木 俊彦,高松 康生: "ダリウス形横流水車の翼性能に及ぼす入口ケ-シング形状とシャフトカウルの影響" 九州大学工学集報. 64. (1991)
• [Publications] Y.Takamatsu,A.Furukawa,K.O^^ーkuma,K.Takenouchi: "Experimental Studies on a Preferable Blade Profile for High Efficiency and the Blade Characteristics of DarrieusーType CrossーFlow Water Turbines" JSME International Journal. 34. (1991)
• [Publications] 高松 康生,古川 明徳,竹之内 和樹,大熊 九州男: "ダリウス形横流水車の翼性能推算法に関する実験的考察" 日本機械学会論文集B編. 57. (1991)