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風向偏向効果を利用した ダリウス型タービンの性能向上技術

公立大学法人 大阪府立大学

学術研究院

第二学群（機械系）

講師 中嶋智也

Technology of Performance Improvement for Darrieus Turbine by Effect of Shift of a Wind Direction around Blade

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ハイブリッド化 抗力型＋揚力型 厚翼化 変形翼化 抗力型の機能付加 可動翼化

従来技術とその問題点 風車 水平軸（プロペラ型）風車： 高周速比・高効率・強度的問題 垂直軸風車： 抗力型（サボニウス型） 高トルク（低周速比時） 自己起動性がよい 周速比が大きくならない 安全、低効率 揚力型（ダリウス型） 良効率 超低トルク（低周速比時） 自己起動性が悪い

性能そのものが 向上するわけではなかった

様々な効果的なアイデア

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どのような改善が望まれるか

低速トルク

高速出力

出力伸張

従来型

通常の理想

本技術の目標

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 従来技術の問題点であった、高周速比域で

の性能低下を解決、それにとどまらず、高周速比域での性能を向上することができる。

• 従来は高域でブレードのトレードオフで最高効

率に悪影響があったが、物理的（流体工学的）に風車の問題の改善を実現した。

• 上記以外に、構造的特徴から、突風耐久性能向上効果が得られることも期待される。

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現在得られているデータ（検証中） 出力係数改善

周速比伸張 起動特性

改善

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想定される用途

• 本技術の特徴を生かすためには、風向不安定な都市部や住宅地に適用することで発電量改善の効果が大きいと考えられる。

• 同様に、構造強度が問題となる海上発電プラントにも適用が可能と考えられる。

• 本技術の適用により、従来型のダリウスタービンにも性能改善効果を期待できるため、新規販売だけではなく改修事業も可能性がある。

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実用化に向けた課題

今後、フィールドにて実験データを取得、実機性能予測に適用していく係数をつめていく。 実用化に向けて構造強度関連のデータ取得の必要あり スケール効果の悪影響の有無 開発費用

• 未解決の詳細パラメータについては、風洞実験をもとにフィールドテストとの比較により設計データーの集積ができると考えている。

• 現在、風試模型について条件探索が可能な実験環境まで開発済み。

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企業様への期待 • 製品化、または販売を希望（ライセンス生産等）。 • 海外展開の可能性があれば尚良。 • 風車/水車実機製作の技術を持つ、あるいは関心の高い企業との共同開発・展開を希望。

• 水平軸型風車以外のタービンを開発中の企業、海洋分野への展開を考えている企業には、本技術の導入が有効と思われる。

当日は、非掲載の図版や実験データーを用いて 解説予定です

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：垂直軸風車 • 出願番号 ：特願2012－058039号 • 出願人 ：公立大学法人大阪府立大学 • 発明者 ：中嶋智也 / 杉原僚

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お問い合わせ先

公立大学法人 大阪府立大学

地域連携研究機構

産学官研究連携推進センター

知的財産マネジメントオフィス

菅谷 正

ＴＥＬ：072-254-9317

ＦＡＸ：072-254-9849

e-mail：cts24606@osakafu-u.ac.jp