077 ビーズの水力発電装置

イラストはイメージです。

外観:W約1,300×D約1,450×H約2,150

 

●演出概要(展示目的)
  ・水力発電所で利用されている位置エネルギーによる発電を理解してもらう展示。
  高い位置から落ちてくる水でタービンをまわす方法があることを知ってもらう。
  実際の水を使うとメンテナンスが大変なため、代わりに水をイメージできるものを利用します。
  水の代わりに白色と青色のビーズ(BB弾)を使用します。

●演出方法(展示方法)
1.ハンドルを回します。
2.ハンドル回転をセンサーで検出し、リフトモーターを回転させます。
  ハンドルの回転速度に応じて、リフトモーターの回転速度を変えます。(4段階)
  (耐久性の向上の為、メカ的に接続せず、電気的に連動します)
3.ビーズが上に運ばれ落下します。
4.ビーズの落下により、タービンが回り発電します。
5.発電した電圧を検出し、電圧に応じて電球を点灯させます。
  (演出性を考慮してコイル電流をシステムコントローラーで増幅し電球を点灯させます)
6.ハンドルの回転を止めると、リフトが停止します。
7.タービンが止まると、電圧がかからなくなり消灯します。

●身の回りとの関連
 ・位置エネルギー
 ・重力
 ・水力発電
 ・発電機


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建築中の現場で設置場所を下見します。
装置固定方法検討の為、床の状態を確認しています。

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設計した図面に基づいてハンドルユニット組立を行います。
回転数を検出するセンサーと疑似的に回転抵抗をつける部品が付いています。

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リフトユニット組立を行います。
チェーンにビーズを汲み上げる
カゴを取り付けています。

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木工作の什器にリフトユニットと
ハンドルユニットを取り付けています。

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透明アクリル製の水車ユニットを取り付けます。
水車にはDCモーターが取りついていて、水車が回ると発電します。

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汲み上げたビーズの通り道を取り付けます。ビーズは上部の透明アクリルのガイドを横に流れ、漏斗に入り水車めがけて落下していきます。

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システムコントローラーを什器内に設置し、試運転を行います。
試運転の結果、出てきた課題をまとめています。ビーズをすくい上げる部分と、上部にビーズ受けに流し込む部分に改善の余地がありました。

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出てきた課題に対して実験を繰り返し、改良を加え演出性を高めました。
工場にてお客様の検査を受け出荷します。

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現場にて設置を行います。
床へはアンカーボルトで固定します。

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設置後、動作確認をします。
ビーズを汲み上げるところです。

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上部のビーズ受けに流し込むところです。心地いい音をたてながらビーズが流れていきます。

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流れてきたビーズは漏斗に溜まり、水車めがけて落下していきます。

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