流体機械設計と流体解析シミュレーション

流体機械設計と流体解析シミュレーションを行っている株式会社ターボブレードの社長である林 正基の日々について記載しています

燃料デブリを切削して吸引するための燃料デブリ用ターボドリル2号機の設計

2017年07月27日 | 未来製品設計

燃料デブリを切削して吸引するためのターボドリル2号機の設計です。

燃料デブリ切削吸引用ターボドリル初号機の燃料デブリ切削粉を吸引する軸流ポンプの出口形状を変更したものが、この2号機です。

次の図に各部の名前を書いています。機械としての構成要素は少ないので、耐久性も高く、故障率も少なくなります。

<今日の流れ>

自分は構想設計や見積検討などが今日の中心作業です。

6名の女性エンジニアは、フランシス水車設計、ターボドリル設計、水中推進機設計、高速ブロワ設計、クロスフロー水車設計、ロボットアーム設計と各担当を進めてもらっています。

女性エンジニア皆の作業の全体進捗状況は予定より速く順調に推移しています。

自分の作業進捗は遅れ気味なので反省です。

<今後の流れ>

夏から秋にかけてはドローンの開発設計が活発化すると思われます。

発電所用タービン設計も今年後半は忙しいでしょう。

ターボ機械の高効率化設計も何かとあると思われます。 


強力送風多段遠心ブロワー型エゼクター方式ヘアードライヤー3号機の流れシミュレーション

2017年07月26日 | 未来製品設計

強力に髪に送風可能な多段遠心ブロワーを内蔵していて、更に風量増大のためのエゼクター方式を用いたヘアードライヤー3号機の流れシミュレーションの結果図です。

今回の流れシミュレーション結果を見ると、

1)遠心多段ブロワーは強力な送風を造っている。

2)送風ノズルの廻りに付けた円錐上のエゼクターシュラウドでの空気巻き込み効果が出ており、全体での送風量が増えている。

3)以上の1)と2)の効果により、このヘアードライヤーは髪へ強力な風を当てることが出来て、しかも風量も多い状態で運転出来ることが分かった。

<今日の流れ>

午前中には来客があり、午後からの作業開始となりますが、月末の書類作成がまだ沢山残っていて、午後全部が書類作成になりそうです。


燃料デブリを切削して吸引も同時に行い取り出すための「燃料デブリ切削吸引ターボドリル初号機」の設計

2017年07月25日 | 未来製品設計

燃料デブリを切削して吸引も同時に行い外部に取り出すための「燃料デブリ切削吸引ターボドリル初号機」の設計です。

外形は次図のように筒型ターボドリル本体部に高圧水を供給して駆動するタービンの力で回転する切削刃物が付き、デブリ切削と同時に切削切り粉を水と共に吸い出すターボドリルタービンで駆動される同軸ポンプが付いています。

次の図のようにタービンは高圧水で駆動される多段水力タービンであり、それが小型で強力な動力を発生し切削刃を回転させて燃料デブリを削り取りますが、水中で水を噴射しながら燃料デブリを削るので水に混じった粉末状燃料デブリはタービンで同時に駆動されている軸流ポンプで強力に水とともに吸引されてパイプを通って外部に取り出されます。


3DCAD Inventorでの電動ロボットアームの設計

2017年07月24日 | ロボット

新人の女性エンジニアが3DCAD Inventorを使って作成してくれた電動ロボットアームの設計事例です。

ステッピングモーターで駆動される各部が動作します。

<今日の流れ>

7月の末も近づいたことから、今日は一日書類作成の作業となりそうです。

それ以外には、「燃料デブリ切削吸引取り出し用ターボドリル本体」の設計状況を今整理しており、明日には発表致します。


強力送風遠心多段ブロワ使用のエジェクター型ヘアードライヤー3号機の流れシミュレーション結果

2017年07月23日 | 未来製品設計

強力な送風が出来る遠心多段ブロワを使用したエジェクター方式のヘアードライヤー設計3号機の流れシミュレーションの結果図です。

前回設計して流れシミュレーションを行った設計2号機に比べて送風ノズルからの流れはまっすぐに出る流れとなり、ノズル廻りに追加した円筒カバーによる流れ整流効果は出たようです。


弊社独自技術であるターボドリルの応用製品の開発を進めています

2017年07月22日 | 未来製品設計

マントル掘削計画用として6年ほど前から開発を行っていた弊社独自技術となるターボドリルを、更に応用した別用途の製品の開発を検討中です。

ターボドリルは弊社が昔から得意とする水力タービン設計製作技術を利用しているものであり、少量で高圧の液体で非常に大きな回転動力を発生するタービンモーターとも呼ばれるものです。

このターボドリルが液体圧力で回転動力を発生することと、少量で高圧の液体を使えば小型で大出力を発生出来ることから、ターボドリルは深度掘削用のドリルパイプの先端に取り付けることで、その先端の掘削用刃物を強力に回転させて地下深い固い岩盤でも掘って行くことが出来ます。

このターボドリルの動力源には水などの液体を使い、非常に小型で高速回転・大出力である点は、例えば燃料デブリのような金属のように固い物質でも水中で強力に切削することが出来ることを示していて、電気モーターを利用する切削機よりも小型で水中で問題なく使え、大出力で削れることで、ロボットアームの先端に付けても軽量で小さいが、強力で自由な広範囲の切削作業を行うことが可能となるのです。

これらのターボドリルの特性を活かした「燃料デブリ切削吸引取り出しロボットアーム用ターボドリル」の開発設計を進めています。


プロペラ推力荷重によるドローン機体の強度解析用の解析メッシュを作成

2017年07月21日 | ドローン機体設計

クアッドコプタードローンの4つのプロペラ推力荷重がかかったドローン機体の強度解析用の解析メッシュを作成しました。

これは強度解析用メッシュをかなり細かくすることが出来ていますので、画像での細かいメッシュは分かりにくいかもしれません。

部品単体での構造解析メッシュではなく、組立て状態での細かい解析メッシュ作成が出来ています。

次は、プロペラ部の解析メッシュ状態を拡大して見ています。

次は機体本体部のパネル部の解析メッシュを拡大して見ています。

全体的に細かい解析メッシュになっているのを確認頂けたでしょうか。

近日中にこの構造解析メッシュによる強度解析結果や変位などの結果図を載せる予定です。

<今日の流れ>

今日は週末となり、今週末までに作成しなければならない書類の作成モードに入ります。

ちゃんと集中力を維持しないといけませんが、続くかな~?

最近お昼休みは凄く眠いです。

多分わりと働いているからだと思われます。

机でのうたた寝用枕が欲しくなりました。


上水道水力発電用の配管挿入型フランシス水車発電機の運転時シミュレーションを行いました

2017年07月20日 | 省エネ エネルギー回収

上水道の減圧弁の代わりに捨てられる圧力エネルギーで水力発電を行う、配管挿入型のフランシス水車発電機の運転時流れ性能シミュレーションを行いました。

この流体解析の結果は、フランシス水力タービン効率80%は確実に出ており、減圧エネルギーで発電をしながら捨てられている水道圧エネルギーを回収出来ています。

これの発電出力は15kw程度となり、エネルギー回収では採算が取れる発電出力となっています。

<今日の流れ>

朝からの御来客でのお打合せを午前中は行っていました。

よって午後は見積り作成や、資料作成、設計作業を行う予定です。


強力風な多段遠心ブロワを使ったヘアードライヤー2号機改02の流れ解析シミュレーション結果

2017年07月19日 | 未来製品設計

強力風な多段遠心ブロワを使ったヘアードライヤー2号機改02の流れ解析シミュレーション結果です。

今回は遠心多段ブロワの回転数が毎分12000回転(12000rpm)でのヘアードライヤーの噴出し流れを見てみました。

ヘアードライヤーの風吹き出しノズル部からの風速は充分に強力となっています。

ただ、前回の回転数10000rpm時には無かったスリットノズルからの噴出し風による外部の空気の巻き込みが今回の回転数12000rpmでは顕著に出ています。

廻りの空気を巻き込むのも髪への風が大風量になることは確実であり、髪の乾きも速くなると思われます。

<今日の流れ>

今日は、メールへの返事、書類作成、図面作成、開発計画概要構想などで進んでいきます。


2重反転プロペラをクアッド配置にしたドローンの運転時流れシミュレーション

2017年07月18日 | ドローン機体設計

2重反転プロペラをクアッド配置にしたドローンの運転時の揚力を求める流れシミュレーションの結果図です。

機体の直径は800mm程度でプロペラ直径は380mmの機体構成となっています。

プロペラ回転数が5000rpmでは揚力は5kg出ています。

プロペラ回転数が8000rpmでは揚力が9kgほど出ていますので、小型機体の割りには大きな揚力をこの2重反転プロペラクアッドドローンでは出すことが可能です。

2重反転プロペラが造り出す下方への流れは旋回流がほとんどなくて、効率の良い推力状態を作り出しています。

<今日の流れ>

今日は朝の打合せから始まり、通常業務で進んでいます。

午後はそれぞれが設計や解析の続きとなります。