2012 Fiscal Year Research-status Report
未利用の小規模低落差に設置できる超小型水力発電装置の開発研究
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24580373
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
日吉 健二 宮崎大学, 農学部, 助教 (20325731)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 小水力 / 発電 / 自然エネルギー / 水車 / 空気吸込渦 / 3次元流速測定 |
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| Research Abstract |
平成24年度の実験目的は，超小型水力発電装置の渦消しコーンとその流れ場の解析である．渦消しコーンは空気吸込渦を解消し流量を増加させ，水車性能を向上させる効果がある．そのメカニズムを解明し，水車性能の向上を図る．水車桝内のコーン装着時とコーンなしの時の流速を測定し比較することとした．
宮崎大学農学部水理実験棟に設置した超小型水力発電装置を使用した．ケーシング内流速測定には3次元流速計（KENEK製，本体VP3000，検出器VPT‐3‐200‐13P ）を使用した．
実験条件として，コーンの位置は高さ15cmとした．コーンなしの場合のケーシング内の流れと，コーンありの場合のケーシング内及びコーン周りの流れを測定した．最高水車出力時の流速を測定した．
コーンありとなしの正面から見た流速分布図と側面から見た流速分布図を比較すると，空気吸込渦の影響を受けている流れの位置にコーンがある事がわかる．コーンなしとありの正面から見た流速分布図を比べると，コーンなしでは流速分布のむらが大きく，特にケーシング出口付近の流れは空気吸込渦の影響によりコーンありと比べ流速の遅い部分も見られる．ケーシング出口への流れは，空気吸込渦の影響で速度の変化が大きくなっていると思われる．コーンありでは，正面から見た流速分布図と側面から見た流速分布図を見てもケーシング出口への流れは1.6m/s以上と速く，コーンなしと比較してもケーシング出口向への流れが整っていることが分かる．コーンありの正面から見た流速分布図をみると，コーンより上の流れ遅く，少し乱れている．コーン上は流れが乱れており，水車性能に影響があると思われる．
以上のことから，コーンを装着することでケーシング出口向への流れが整うことが分かった．コーン上部は乱れがあり，水車性能に影響を及ぼしていると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験用水車を製作し，水車内の流れの観察において，高速度カメラによる撮影や電磁流速計を用いた3次元的流速の解析を行うことができた．
流れの可視化を行うことができたことから，おおむね順調に研究が進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は引き続き，流れの場の観測や解析を行い，測定精度を高めていく．また，薄巻ケーシングの形状やコーンの形状を変更し，流れの解析を進める．
ゴミ通過ランナの開発についても進展させる．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
流れの場の解析に必要な光源や画像解析ソフトの導入を検討する．
また，ゴミ通過ランナやケーシングやコーンの試作機および改良機の製作を行う．
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