研究課題
サイクロイダル機構を可変ピッチ機構に適用する場合，ギア設計や設定が重要になる。また，構造が若干複雑になるために，より大型化した模型により，水車本体の機械的損失とモデルの組立位方法や精度についても十分に考察されるべきである。これを調査するために，新たな実験模型を開発・制作し，可変ピッチ効果と波浪による流入速度の変動が垂直軸型水車に与える影響を知ることを目的に実施された。新たな水車モデルの直径１m，ブレード長さを1.3mとした。本モデルを用いて実海域にて曳航試験を実施した。ただし，翼枚数は3枚とし設定としては周速比を稼ぐことができるよう考慮した。曳航実験は港内と波条件が異なる港外で実施した。水車モデルには最大出力300Wの発電機を取り付けるとともに，水車軸トルクを計測するためにトルク計と回転計を取り付けた。水車に流入する流速は，浮体前方に設置した電磁流速計にて計測した。発電機の回路には可変抵抗器を入れることで，水車に対する発電機負荷はほぼゼロの状態から設定でき，回路の最小抵抗値は6オームであった。曳航試験の曳航速度はおよそ0.5m/sから1.5m/sの範囲であった。ブレードの可変角はプラスマイナス35度～0度とした。曳航試験では，可変ピッチさせない場合には水車はほとんど回転することはなかった。結果として可変幅は25度から30度の範囲であることが改めてわかった。また波浪による流速の変動パワーンは水車のトルクや回転数にも直接的に現れた。機械的な可変ピッチ機構は，制作上はどうしても大きなギアが取り付けられ，その制作精度も高いことが要求される。本研究の種々の結果より，可変ピッチは極めて有用で，発電可能な流速域を上手に変更可能であることから，各々のブレードの個別のピッチ独立制御が実現されることが望ましいという結論を得た。また，波浪の水車性能への影響は極めて大きくもはや無視できない。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Proceedings of ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineerin
巻: CD-ROM ページ: OMAE2016-54693
10.1115/OMAE2016-54693
