30ユ 20 10 0
た だ し,こ の グ ラ フ は 効 率 を100%と 仮 定 した 値 で あ り実 際 に上 に示 す 値 を 発 電 す る こ と は 不 可 能 で あ る.今 回 製 作 した タ ー ビ ン に つ い て,実 際 に 効 率 の 計 算 ま で は 行 うこ と が で き て い な い が,参 考 と し てFig.8‑13に 示 した2007年 度 の本 研 究 室 で 製 作 した 半 径 流 タ ー ビ ン を 用 い た 発 電 機 と性 能 を 比 較 した.
この 発 電 機 は今 回 の 理 論 計 算 と 同 じ条 件 の も と測 定 を 行 っ て お り,300rad/sに お い て 電 圧0.3V,電 力 0.09mWの 発 電 を記 録 した.こ の 値 は 理 論 値 と比 較 す る と,電 圧 は0.3%,電 力 は0.1%程 度 で あ っ た.
こ の 発 電 機 は コイ ル と磁 石 との 間 に3mm程 度 の 隙 間 が あ り,磁 界 の 漏 れ が 大 き い こ と も効 率 を 下 げ て い る原 因 で あ る と考 え られ る.
た だ し,磁 界 の 漏 れ を 考 慮 して も効 率 は 数%程 度 で あ る と推 測 され,実 用 的 に利 用 す る に は ま だ厳 し い 数 値 で あ る.さ ら に,本 研 究 で 製 作 した タ ー ビ ン は 軸 径 が0.55mmと 細 く,磁 石 と して ネ オ ジ ム磁 石 の よ うな 強 磁 性 の 磁 石 を利 用 す る と コイ ル と の 間 の 引力 に よ り タ ー ビ ン が 大 き く振 れ 回 っ て しま う と い う問題 点 も あ る.
以 上 よ り,本 研 究 で 製 作 した ター ビ ン を発 電 に応 用 す る た め に は 軸 や 軸 受 の 改 良 と と も に 効 率 の 上 昇 な ど実 用 化 に は ま だ 多 く の課 題 を残 して い る が,発 電 が確 認 され た こ とか ら も 小 型 の 発 電 機 と して の 応 用 方 法 も持 ち合 わ せ て い る と推 測 で き る.
Turbine
〜 第9章 結 論 〜
本 研 究 に よ り,以 下 の 結 論 が 得 られ た.
(1)ワ イ ヤ を 用 い て 軸 流 マ イ ク ロ タ ー ビ ン を製 作 す る方 法 を確 立 し,単 翼 と双 翼 の2種 類 の 軸 流 マ イ ク ロ タ ー ビ ン を 製 作 した.
(2)製 作 した 軸 流 マ イ ク ロ タ ー ビ ン に つ い て,回 転 数 の 測 定 実 験 を行 っ た.平 均 の 最 大 値 と瞬 間 の 最 大 値 は 以 下 の よ う に な っ た.こ こ で風 洞 は100L/min時,ノ ズ ル は10L/min時 の値 で あ る.
● 二 ∴ 器∵∴
・双 翼 タ ー ビ ン ノ ズ ル:47 ,088rpm(最 大48,390rpm)
(3)製 作 し た 軸 流 マ イ ク ロ タ ー ビ ン に つ い て,ト ル ク の 測 定 実 験 を 行 っ た 。 実 験 に よ り 得 ら れ た 各 タ ー ビ ン の 最 大 トル ク は 以 下 の よ う に な っ た.
・単 翼 タ ー ビ ン36 .1μN・m(19.3L/min)
・双 翼 タ ー ビ ン33 .8μN・m(19.9L/min)
(4)製 作 し た 軸 流 マ イ ク ロ タ ー ビ ン に つ い て,出 力 の 測 定 実 験 を 行 っ た.実 験 に よ り得 ら れ た 各 タ ー ビ ン の 最 大 出 力 は 以 下 の よ う に な っ た.
・単 翼 タ ー ビ ン10 .6mW(20L/min)
・双 翼 タ ー ビ ン9 .OmW(20L/min)
(5)本 研 究 で 製 作 し た タ ー ビ ン と既 製 モ ー タ の 性 能 を 比 較 す る こ と で,既 存 の モ ー タ 以 上 の 機 械 的 な 出 力 を 取 り 出 す こ と が 可 能 で あ り,ア ク チ ュ エ ー タ 利 用 に つ い て 提 案 を 行 っ た.
(6)製 作 し た タ ー ビ ン を 使 用 し て 発 電 が 可 能 で あ る こ と を 確 認 し,発 電 分 野 へ の 応 用 に つ い て 提 案 を 行 っ た.
〜 謝 辞 〜
本 研 究 を 行 うに あ た り,熱 心 な ご 指 導 ご鞭 捲 を 賜 りま した本 田智 准 教 授 に深 く御 礼 申 し上 げ ま す.そ して,日 々,設 計 工 学 研 究 室 に て 共 に研 究 を行 っ た 修 士,学 士 の 皆 様 方 に も この 場 を借 りて 深 く感 謝 の 意 を表 しま す.
2011年1月25日 石 田 寿 樹