未電化および山間地域での利用を目指した環境調和型マイクロ水車の開発

开发用于无电气化和山区的环保微型氢涡轮机

• 批准号: 20919008
• 负责人: 奥林 豊保
• 金额: $ 0.36万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20919008/
• 关键词: マイクロ水力; ダクト付き水車; 出力機構

研究目的我が国の現状を考えると、水力資源の限界に加え自然環境との調和を考慮すれば、これからの水力発電はダムに頼らない小水力エネルギの積極的な利用を推し進めることが重要である。本研究の目的は、100kW以下で設置が簡易な環境調和型マイクロ水車の開発を目指している。100kWの電力は国内の一般家庭の30～40戸分、開発途上国の未電化地域ではこれの数倍の家庭を賄える電力量である。今回開発を進める環境調和型マイクロ水車は、利用形態や水生生物等に与える影響を考えると構造が簡単、高トルク低回転であるほうが望ましい。研究方法水車特性に対するダクトの影響を調べるために平行型、末広型、先細末広型の3種類のダクトを製作した。ダクトはロータ内部の流れが可視化できるように材質はアクリルを使用した。これらのダクトに半円筒翼を持つサボニウス型ロータを組み込み、最大流速が0.5m/sの回流水槽を用いて、回転数やトルクなどのデータを収集し、解析を行った。研究成果実験の結果、末広型ダクトを用いた場合が3種類のダクトの中では最も高く出力係数0.11を示した。また、先細末広型および平行型は末広型の40～50%程度の出力であった。末広型ダクトはダクト中央部で通路面積を急拡大することで、運動エネルギを圧力エネルギに変換し、効率よくロータ翼に作用させようとするものである。しかし、サボニウス型ロータ単体の性能に比べ出力の明確な改善には至らなかった。原因はサボニウス型ロータのトルク発生機構とダクトのミスマッチにあると考えられる。今回の結果から、マイクロ水車ロータには内部流れに適したロータの開発が必要であることが判明した。ダクト付きマイクロ水車の出力の改善を計るには、各種ロータ周りの流れの状態とトルク発生機構との関係、さらにダクト内部の流れの解明により、最適な組み合わせを見つけ出すことで可能になると思われる。

The purpose of this study is to examine the current situation of China, to consider the limitation of water resources, to increase the harmony of natural environment, to promote the active utilization of water resources, and to promote the development of water resources. The purpose of this study is to provide guidance for the development of a simple environment-compatible waterwheel under 100kW. 100kW of electricity is 30~40 minutes for the average household in China, and several times for the unelectrified area in China. The development of the present environment is in harmony with the development of the environment. The water wheel, the utilization form, the aquatic organisms, etc., and the influence of the structure are simple, high, and low. The research method is to adjust the influence of water wheel characteristics on three kinds of water wheel characteristics: parallel type, terminal type and terminal type. The interior of the building is visible. The maximum velocity of the return tank is 0.5m/s. The maximum velocity of the return tank is 0.5m/s. The maximum velocity of the return tank is 0.5m/s. The results of the research show that the maximum output coefficient is 0.11 in the case of three types of equipment. 40~50% of the output of the first type and the second type At the end of the day, the passage area in the middle of the road is large, and the movement of the road is large. A clear improvement in the performance of a single unit The reason for this is that the development mechanism of the disease is not stable. The result of this is that the internal flow of water is necessary To improve the output of water trucks, the paper discusses the relationship between various flow conditions, the development mechanism, the solution of internal flow conditions, the optimal combination, and the possible solutions.