富安発電水車
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| (^_^)：まいど〜〜〜！ このページは漫才形式でおおくりいたしております。なぜこういう形式をとっているかをまだご存知でない方は先に エマティ誕生秘話 なにわ君誕生秘話 エマティな水車設計 をご覧ください。 またいろいろ技術用語が出てくるかもしれませんが、インターネット上のことですので、適当に検索すれば、他所のサイトでいろいろなレベルの説明がありますので、ここではなるべく説明をしない方針にしております。 わからない単語はみなさんご自分で適当に調査してください。 (･_･)：思いっきり手え抜いとるな。 |
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◎今回の御題 下水処理後の水をこれだけ綺麗になっていますようということを住民に見てもらうための宣伝用の水車。 下水処理場の隣の山の壁面にタイルで絵を描き、夜間それを照明するということで設計しました。 必要な水はポンプで汲み上げるため、特に水量の制約はありません。 (･_･)：電気代の制約はあるやろ。 負荷側の条件としてはいくらでも明るい方が良いでしょう。 発電機の条件としては上限は何ＫＷでも。 (･_･)：そんなごっついのんつくってどないすんねん! 水車としてはせいぜい軸動力200Ｗぐらいがええとこかなぁ。 というわけで、発電電力100Ｗ、負荷は12Ｖ-55Ｗの車のヘッドライトを2個 昼間時々回して、充電し、夜にライトアップするということになりました。 設置場所 農業集落排水施設 富安処理場 所在地 御坊市湯川町富安２２８５番地の１敷地の一番奥側ですので、残念ながら外からは見えません。 設備配置  水車  完成時  写真は少し白けていますが、普通の状態ですと水車が真っ黒になってしまうので、形状が見えるように少し明るく調整しています。 小屋の左半分に発電機と蓄電池と制御装置が設置され、 右半分は休憩室になっています。（4人ほどしか座れませんが） 木製の質感を出し、丈夫で長持ちを目標に合成樹脂製の擬木を使用しました。 製作を頼んだ職人さんは塗装にもこだわって、擬木とは思えないような良い質感を出してくれています。 また架台部分は吹き付けによる御影石風の擬石塗装をしています。 架台部の上に色が違う部分がありますが、これは水が跳ねるので、後でカバーを追加したものです。 最初から計画しておけばよかったのですが。(T_T) ○地下の貯水槽から汲みあげるポンプから、配管・水車の設計・小屋/池の寸法までを担当しました。 あと横の看板のデザインの基本的レイアウトやデザインもやってます。 最終的なデザインは本職のデザイナーに頼みましたが。 小屋自身の設計は建築の設計事務所です。 ○水車を回し終えた水が見学者に当たるとまずいと思い、出口に大きな石を配置したのですが、それほど水は跳ねませんでした。(^_^;) ○ノズルその１ ノズル（水の放水口）の角度と位置ですが、放水した水が水車の羽根に当たるときの速度が、水車の羽根の速度と一致するように計算して決めました。 最終的には水車を回しながら、微調整しました。 が、それでも実際は結構跳ねました。 ○ノズルその2 ノズルの先が扁平になっています。 丸いままですと、羽根の中央に水が集中し、跳ねやすいと思われたからです。 加工はエマティ製作所製です。（滝汗 家に持ち帰って自分で扁平にしました。 (･_･)：どっか頼むとこなかったんかよ。 (^_^)：少しずつ、つぶしながらフィーリングでつぶし具合決めたんで。 ◎次回の改良点 とりあえず動いているのですが、次回作り直す場合に向けて、 (･_･)：おまえこればっかりやんけ！ (^_^)：不具合があるんやからしゃあないやんか。 ○発電量 100Wを目標に設計したのですが、実際には90Wくらいしか出ませんでした。 見込み違いだったのは、最大出力時の水車の回転数も予定より少し上がらなかったことと、発電機とその制御回路の損失が予想より多かったことです。 水車のパワーですが、擬木塗装により、水路の凹凸が大きく、水の流速が遅くなっているように思われます。 水路の内側は塗装無しにするか、擬石塗装後磨きを入れたほうが良かったです。 ○発電機ですがその後よさげな物を見つけました。 受注生産品らしく、2000年では手に入りましたが今（2004年度）は定かではありません。 200Wのもので、40rpmが定格のものがあります。  元々はソーラーカーなどの電気で駆動する自動車用に開発されたものらしいです。 電気的に回生制動をかけることができるので、その場合は発電機として動作します。 普通のモータを発電機に使用しようと思うと1800rpmとかに増速しなければいけません。 水車はせいぜい10rpm前後ですので、100倍以上も増速する必要があります。 このロスが結構大きいようです。 またモータ出力を減速するという需要が多いため、減速機は各社から市販されていますが、水車を増速するなどという需要が無いため、増速機はまずありません。 減速機を逆使いして増速機に使用するような使い方に対して、保障してくれるメーカも少ないでしょう。 増速機としての効率も不明です。 ホンダのものも効率は不明ですが、発電機として動作することは確認しました。 この水車は15rpmを目標に製作したので、３倍ほど増速するだけですみます。 外部からボリュームで、発電電力を調整できるので、設置後ある程度水車の回転数にあわせて調整ができそうです。 ○壁画の絵が見難い 照明が暗く、夜間いまいち絵が綺麗には見えません。 1つにはタイルに描かれた絵の色を元々の文献に忠実に合わせすぎ、淡い感じに仕上がっているためということもあります。 遠くから見ることを考慮すればもっとケバイほどの色にしたほうが良かったでしょう。 最終的に発電しない期間はバッテリを補充電するための充電器をつけたのですが、補充電OKなら発電電力を気にせず、ライトを増やすというのも手だったかと。 (･_･)：いまごろ気いついても遅いっちゅうねん! (^_^)：いまやからゆっくり検討できるんやんか! ※なるべく正しい情報をご提供しようとは思っておりますが､間違ったことを書いているかもしれません。(汗 誤字脱字を含めまして､間違いがございましたら､ご指摘いただきたく、よろしくお願い致します｡m(_ _)m |