低重心風車の最適ローター構造の探索研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23561031
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 原 豊 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60242822)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 低重心風車 / 風力発電 / 再生可能エネルギー / 対称翼 / キャンバー翼 / バタフライ風車 / 二重翼 / アルミ押出

研究概要

本課題では、小型垂直軸風車の低コスト化および高性能化を目的に、アームレスでシンプルな構造を持つ低重心風車およびその派生形として考案したバタフライ風車の最適なローター構造および翼型を、実験と数値解析の両面から研究した。翼弦長対ローター半径比(c/R)が大きい場合には、対称翼に比べて、キャンバー翼が最大出力において優れることを示した。アルミ押出で製作した円形翼を有するバタフライ風車の実証実験を行い、低コストの小型風車実現への足掛かりを得た。

研究成果

• [雑誌論文] アルミ円形翼バタフライ風車の実証実験と性能予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 塩崎明, 西小野寛明, 斎藤栄徳, 塩谷啓介, 古郷昇平, 高垣雄大
  • 雑誌名: 日本風力エネルギー学会論文集 巻: Vol. 38、No. 1、(通巻第109号) ページ: 16-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between Symmetrical and Cambered Blade Sections for Small-scale Wind Turbines with Low Center of Gravity、Bulletin of the JSME (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka HARA, Takahiro SUMI, Mutsuko WAKIMOTO, Shohei KOGO, Sho MIZUGUCHI, Kouichi YOSHIMI, Hiromichi AKIMOTO
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 巻: Vol. 9、No. 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1299/jfst.2014jfst0006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predicting Double-Blade Vertical Axis Wind Turbine Performance by a Quadruple- Multiple Streamtube Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hara, Takafumi Kawamura, Hiromichi Akimoto, Kenji Tanaka, Takuju Nakamura, Kentaro Mizumukai
  • 雑誌名: International Journal of Fluid Machinery and Systems 巻: Vol. 7、No. 1 ページ: 16-27
  • DOI: 10.5293/IJFMS.2014.7.1.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] FDによるキャンバー翼の空力特性計算と小型垂直軸風車特性予測への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 住隆博, 井上尚子, 田中華奈
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B2特:18th動エネシンポ、ノート) 巻: Vol. 79、No. 808 ページ: 2567-2571
  • DOI: 10.1299/kikaib.79.2567
  • 査読あり
• [雑誌論文] 垂直軸風車特性予測のための広迎角範囲・広レイノルズ数範囲における翼型空力特性のCFD計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上尚子, 西村紗也香, 原豊, 住隆博
  • 雑誌名: ターボ機械 巻: Vol.41、No.2、(通巻457号)(論文) ページ: 104-109
  • 査読あり
• [学会発表] アルミ円形翼バタフライ風車の実証実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 他6名
  • 学会等名: 第35回風力エネルギー利用シンポジウム
  • 発表場所: 科学技術館(東京都)
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] キャンバー翼を持った低重心垂直軸風車の特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 他3名
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] CFDによるキャンバー翼の空力特性計算と小型垂直軸風車特性予測への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 他3名
  • 学会等名: 日本機械学会第18回動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパスけやき会館(千葉)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] バタフライ風車と四重多流管理論の提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原豊
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス(金沢)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 低重心垂直軸風車と直線翼垂直軸風車の模型実験による特性比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 他4名
  • 学会等名: 第33回風力エネルギー利用シンポジウム
  • 発表場所: 科学技術館(東京都)
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 低重心垂直軸風車の回転実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原豊, 他2名
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2011-09-12
• [備考] 中小機構J-Net21(動画有り)
  • URL: http://j-net21.smrj.go.jp/develop/energy/company/2013100301.html
• [産業財産権] 垂直軸風車の翼及び風車並びに発電装置 (2012)
  • 発明者名: 原 豊
  • 権利者名: 国立大学法人鳥取大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願2012-6927号
  • 出願年月日: 2012-01-17
  • 外国