2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22656198
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
鈴木 和夫 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80111699)
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| Keywords | マイクロ発電 / 風車 / 水車 / ダクト / 螺旋 |
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| Research Abstract |
風力・水力発電に利用されている従来の装置は大直径のプロペラ型風車・水車や大規模な貯水ダムを必要としており、装置の頑健さやエコロジーといった点に大きな問題がある。本研究で提案する装置は従来の装置とは全く異なり、ダクト、ダクト内面に螺旋状に設置されたベーン、ダクト内部の中心に置かれた突起っき円筒体回転部(ボス部)、およびそれを支える固定部からなる。気流・水流の方向に置かれた装置のダクト内に螺旋状ベーンにより捩った流れを発生させ、それにより円筒体を回転させるという原理に基づいている。
自主研究により、この原理による風車の可能性と発電実験を行い、本科学研究費補助金による研究として、初年度(平成22年度)にこの原理に基づく水車の回流水槽実験を行った。その結果として、かなり実現性のある実験模型による試験を実施することができた。本補助金の最終年度(平成23年度)の研究として、初年度の実験模型をベースに改良模型を製作し、ベーンの枚数や、ボスの形状、没水深度について、幾つかのケースの回流水槽実験を行った。回転数実験ご発電実験、可視化実験等を実施した結果、ベーンの枚数は4枚が最適であること、ボスは突起の有効面積を大きくし溝を螺旋形状にして突起間ピッチを小さくした形状がよいこと、さらに没水深度は自由表面付近にするとよいことがわかった。以上の改良を施した結果、流速1.0m/sにおける最大効率は初年度の1.9%から5/8%増加し、7/7%まで向上することに成功した。この装置については、効率が10%を上回ると実用化の道も見えてくると考えており、今後もさらに性能が向上するようなアイデアについて検討していく必要がある。
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