贰-01：二重反転形羽根车による小水力発电の小型?高出力化 - 徳島大学研究支援?産官学連携センター

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徳岛大学シーズ＜E-01＞：機械、環境、エネルギー

二重反転形羽根车による小水力発电の小型?高出力化
― インライン式小型ハイドロタービンを用いた調圧バルブによる損失エネルギーの有効利用 ―

准教授

大学院社会产业理工学研究部　理工学域　机械科学系　エネルギーシステム分野

キーワード	ターボ机械、二重反転形羽根车、数値流体力学、インライン水车、小型化、高出力化
研究室鲍搁尝

研究の概要

＜二重反転形羽根车は高性能设计法の确立がボトルネック＞
　高出力化や反転トルクの相杀効果により、二重反転羽根车は小型?軽量化が求められる电子机器冷却ファンやドローンなどで実用化されている。一方で二段の羽根车が反転するため（図1）、内部流れが复雑で、速度?圧力データを定量的に把握する高精度な数値流れ解析による、高性能设计手法が确立されておらず、十分にその性能を発挥できていない。

＜高精度な数値流れ解析技术と高性能设计法＞
　インライン式小型ハイドロタービン、轴流ファンなどに二重反転羽根车を适用し、高精度数値解析技术により、その内部流れを解明。これにより二重反転型羽根车の高性能设计手法を确立、タービン径100㎜以下のインライン式高出力小型轴流ハイドロタービンを実现した（図2）。现在、斜流と轴流によるハイブリッド羽根车と远心羽根车を使った新しい二重反転羽根车（図3）を考案し、さらなる高圧、高効率化に向け研究している。

想定される用途と製品化?事业化イメージ

＜インライン式小型ハイドロタービンを用いた调圧バルブによる损失エネルギーの有効利用＞
　二重反転羽根车（タービン径100㎜）は圧力1㎏/㎝²、流量5-20尝/蝉の条件下で最大出力1办奥が得られ、従来构成の2～10倍の高出力化が実现できる。これによりインライン式水车の小型化が実现でき、直径100㎜以下の配管におけるバルブの代替が可能になる。また、远心力の活用によりインチ径の配管への适応が拓け、上水道、简易水道、农业用管水路への展开が期待できる。