1991 Fiscal Year Annual Research Report
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
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02555040
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高松 康生 九州大学, 工学部, 教授 (30037709)
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| 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)
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| Keywords | 水力機械 / 水車 / 横流 / ダリウス形ランナ / 発電システム / 性能 |
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| Research Abstract |
超低落差用にダリウス形横流水車を考え,前年度に引続き本年度は,1.ランナへの翼固定法の最適化:研究対象が低落差小水力ゆえ,翼効率の可及的向上が望まれ,翼端効果による性能低下は回避すべき課題であった。翼端効果による性能低下量を定量的に明らかにし,翼断面積の約7倍の面積を持つ翼端板を付けることによって高効率を保ち得ること,及び回転軸への翼支持法として回転円板形より断面後縁を鋭角にしたア-ム形を用いることで翼支持による無効トルクが1/4に低減できた。2.高性能設計法を用いた水車設計:前年度開発した性能推算プログラムでは,最高効率点近傍の性能は精度よく予測できるものの起動時に見られる低速度比領域はダリウス翼特性に現れる失速等の動的効果が再現できなかった。実測結果をもとに検討考察を加え,速度比零を含む更に広い速度比範囲での推算プログラムを開発した。3.軸系・増速機・発電機等の損失と負荷トルクの特性の把握と高出力運転法の検討:低落差小水力であることから発電に必要な付設機器の特性を明らかにし,低損失化を図る必要がある。増速機としてベルト式・歯車式の2種類について,増速率と伝達トルク損失の特性を調査し歯車式の有用性を示した。また市販発電機の機械損失,電圧調整器の有無による運転特性を明らかにし,流れ系と回転系の構成方程式を用いた理論計算と発電実験により,実際の発電時に問題となる課題を抽出した。本水車が示す出力特性曲線と電圧を一定と発電時の負荷特性曲線の関係から正常安定運転点がランナ翼効率最高点より高い速度比の位置にあり,現状では低いランナ効率での運転が回避できないことがわかった。その他4.導入管形状によるランナ性能の向上,5.吸出し管形状による流れ損失の低減化についても調査継続中であり,次年度へ向けて,高性能設計法,高効率運転法及び設置計画法の確立を目的とした更なる研究を引続き行う予定である。
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Research Products
(6 results)
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[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. 83-86 (1991)
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[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. 87-94 (1991)
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[Publications] Y.Takamatsu,A.Furukawa,K.Okuma,K.Takenouchi: "Experimental Studies on a Preferable Blade Profile for High Efficiency and the Blade Characteristics of Darrieus-Type Cross-Flow Water Turbines" JSME International Journal. 34. 149-156 (1991)
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[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. 3110-3116 (1991)
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[Publications] 高松 康生,古川 明徳,大熊 九州男,福田 暢英,竹之内 和樹: "ダリウス形横流水車の運転特性に関する考察" 日本機械学会講演論文集. 910-50. 323-325 (1991)
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[Publications] Y.Takamatsu,A.Furukawa,K.Okuma,K.Takenouchi,T.Sasaki,G.-H.Zhao: "Studieson Cauitation Occurring on the Runner Blade of a Darrieus-Type Water Turbine" JSME International Journal. 35. (1992)
