2007 Fiscal Year Annual Research Report
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19651033
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
池田 敏彦 Shinshu University, 工学部, 教授 (60021010)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯尾 昭一郎 信州大学, 工学部, 助教 (80377647)
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| Keywords | 水力発電 / 環境負荷低減型水車 / サボニウス形 / 滝 / 出力特性 / 流れの可視化 / 流体機械 |
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| Research Abstract |
本研究は,付帯設備を必要とせず,流れに置くだけで発電が可能な環境負荷低減型の超小型水車の開発に関する.農業用水路など水量が豊富で低落差の水力利用を考えたサボニウス水車と,河川の段差等にある滝を利用して発電する滝用水車について検討した.サボニウス形を水車として利用する,ロータ直径が水深の数分の一程度であり,川底や自由表面が出力特性に影響する.回流水槽による基礎実験を実施し,ロータの設置条件と出力特性との関係解明に取組んだ.滝用水車については,室内に設置した人工滝による基礎実験および屋外での実証試験を実施し,最高効率および滝と水車の相対位置の最適値を明らかにした.得られた具体的成果を以下に示す.1.サボニウス水車について,(1)川底からのタービンの設置高さ(Hc)と主流に対するタービンの回転方向で出力特性が変化し,最高効率は26%であった.流れを左から右に見た場合,反時計回り(CCW)時にはHcが小さい場合に,時計回り時(CW)にはHcが大きい場合に効率が高くなった.(2)Hcが小さい場合,流路底面とタービンとの隙間の流れが特性に影響する.CW時には戻りブレード凸面側に生じるよどみが流体抗力の増大を引き起こすとともに,戻りブレード先端付近で発生した渦が戻りブレード凹面側への巻き込み流を妨げるため,圧力回復効果が減少する.(3)Hcが大きい場合,自由表面付近の流れが特性に影響する.CW時には進みブレード凸面側に沿う付着流を強め,揚力が増大する.CCW時には戻りブレードの回転が自由表面流れと逆方向となり流体抗力が増加する.2.滝用水車について,(1)最高効率は68%であった.解析により流量変化に伴う滝のロータへの衝突角度が効率に影響することがわかった.(2)都市河川を利用した屋外実験を実施し,ゴミによるトラブル状況や軸受けや増速機構の性能の評価を行うとともに,発電した電力の利用例として人工宝石の育成を試みた.
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Research Products
(7 results)
