JP2016142187A - 水力発電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
F=1/2・ρ・V2・S・Ct
F :水車のブレードに作用する外力[N]
ρ :流体の密度[kg/m3]
V :流体速度[m/s]
S :ブレードの受水面サイズ[m2]=φD×L
Ct:スラスト係数
FL=1/2・ρ・V2・S1・CL
FL:ウイング部に発生する揚力[N]
ρ :流体の密度[kg/m3]
V :流体速度[m/s]
S1:ウイング部の受水面サイズ[m2]=C×L1
CL:揚力係数(翼特性による。ex.NACA4418)
FD=1/2・ρ・V2・S1・Cd
FD:ウイング部に発生する抗力[N]
ρ :流体の密度[kg/m3]
V :流体速度[m/s]
S1:ウイング部の受水面サイズ[m2]=C×L1
Cd:抗力係数(翼特性による。ex.NACA4418)
ブレード10(点B)に作用するモーメントMbが F=15.5kNm
ウイング部72(点W)に作用するモーメントMwが F=−15.4kNm
となる。つまり、
合成モーメントMo=モーメントMb+モーメントMw≒0
となるので、水力発電装置100に作用するモーメントMbは、ウイング部72の作用によって発生するモーメントMwによってほぼ相殺されることとなる。したがって、本実施形態では、ウイング部72のウイング寸法を、C×L1=1,000mm×3,300mmとすることで点O1における合成モーメントMoがほぼゼロとなって解消されるので、設置する架台を頑丈に作らなくても良くなるため、このコストが低減される。その結果、水力発電装置100の設置コストが削減できる。つまり、本実施形態によれば、水力発電装置100の設置コストの低減効果を好適に得ることが可能となっている。
Claims (5)
- 水流により回転するブレードと、
前記ブレードの回転に伴って回転する軸体と、
前記軸体の回転駆動力により電力を発生する発電機と、
を有する水力発電装置であって、
前記ブレードに対して加わる水流からのモーメントを相殺又は低減するための反力を発生可能な反力発生機構を備えることを特徴とする水力発電装置。 - 請求項1に記載の水力発電装置において、
前記反力発生機構は、
水力発電装置を構成する部材のうちの非回転部材又はブリッジ部に固定設置されるアーム部と、
前記アーム部に取り付けられる翼断面形状からなるウイング部と、
を有することを特徴とする水力発電装置。 - 請求項2に記載の水力発電装置において、
前記ウイング部は、前記ブレードの上流側および下流側において、設置された水力発電装置の上面視で前記ブレードと重畳する位置に設置されることを特徴とする水力発電装置。 - 請求項2又は3に記載の水力発電装置において、
前記ウイング部は、前記ブレードの上流側および下流側において、設置された水力発電装置の側面視で前記ブレードと重畳しない位置に設置されることを特徴とする水力発電装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水力発電装置において、
前記反力発生機構によって発生する反力の及ぶ方向が、水路深さ方向に対して中央を向くように構成されることを特徴とする水力発電装置。
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2015
- 2015-02-03 JP JP2015019014A patent/JP6496155B2/ja active Active
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