| 研究概要 |
学内の実験施設に,小規模低落差小水力エネルギー回収装置を作製し設置した。本装置は,透明アクリル板及び透明アクリルパイプを用いており,水車内の流れを観測が可能な構造である。
可変速モータとトルクメータで水車軸の回転速度を変化させ,水車軸の回転速度制御を行い,種々の条件における水車出力および水車効率を計測することが可能となった。水車に供給する水の位置エネルギーを定める必要があるため,有効落差を1mに固定し,流量を10～60L/s程度に変化させ,水車効率等の計測を行った。
水車の直径と同径の空気吸込渦除去用コーンを用いた場合,コーンを空気吸込渦にかぶせ垂直にスライドさせると,空気吸込渦が消滅し、ある特定の位置で水車効率のピークが出現することが確認された。コーンが水面から1～3cm沈んだ位置で水車効率が高くなる傾向があることが確かめられた。
基本コーンの場合は,流量20L/s,コーン位置10cmの時に水車効率30.3%が得られた。水車に対し10L/sでは少なく,水車効率が低かった。円板付コーンの場合は、効率の高い範囲が広くなった。水車効率が30%の時,コーンなしで400～600min^<-1>だったが,円板付コーンでは800min^<-1>まで広がった。流量20L/sでは水深がコーン上部から約1cmの時に水車効率40.2%が得られた。コーンを用いて水面を覆うことで,空気吸込渦の抑制を高めることがわかった。
コーンは、空気吸込渦を除去するだけでなく,空気吸込渦ができる隙間をなくしたことで,コーン周辺の流速が速くなり,出力・効率の向上につながったと考えられる。
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