1.はじめに
今回は発電所全体と水車が回って発電する様子が判るモデルを作成する事にしました。完成に１年をめどに始めました。
また作成記録も余り気にせず進めました。（つまり紹介写真など少なくなります。）
完成したのは1年2か月後の2020年10月30日でした。
2.作成概略手順
まず取水地点の地形図を作成しそこから取水堰堤を作成します。等高線をなだらかにするCADソフトも有るようですがお金が無いので、階段上の地形モデルにパテを盛って塗装する事にしました。
取水地点の構造物としては、取水堰堤（取水部が細かいため省略しています）そこから水路があり、沈砂池があり地中埋設の導水路があります。
| CAD図からstｌ図に変換した図 | ３Dプリント出力 | パテ・塗装処理後 |
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大まかな機器模型は、水車、発電機、風道、発電所建屋、放水庭、屋外キュービクルなどです
| 発電所部品 | 組立状況 | 発電所の中 |
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| 発電所と取水堰堤の模型と水車（ターゴインパルス）です。 |
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3.水車が回る模型を作ろう
水車が回って発電する様子の模型が今回メイン？このため、水車に水をあてるノズルおよび導水管を作成した。
また水を通すパイプとの接続から３Dプリンターでは無く銅棒と銅管を加工して作成した。
| ノズルを旋盤で加工 | 銅管と出来上がったノズル | 銅管にノズルを組合わせたところ |
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軸受けは２個で固定している。
水車部分は水が発散するので透明カバーを取付けた。
写真では見えないがこの軸には水車側と軸受けの間には封水の為に簡単なラビリンス加工をしている。
水車が回転するか確認試験をしてモデルを置く台を作成配置の確認をした。
台はコンパネと１×４材と３０ｍｍの角材で作成し肌色のペンキ塗装で仕上げた。
| 水車透明カバー作成 | 水車回転試験 | モデルの機器配置 |
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4.負荷を付けて回転速度や出力表示
| 水車速度調整試験後の写真 | |
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モデルを載せている下の赤茶色の架台もLアングルと鉄筋棒を切断溶接、錆止め塗装２回塗りしています。架台は２段にして小さい子供さんに見てもらうときは架台の１段を外す事により模型が見やすくなると思い作成しました。 制御回路は arduinoのMEGA2560でプログラムにより電子負荷を調整し回転速度を一定にします。 制御装置と表示装置で下記機能を持っている ・回転速度検出器 ・A/Dコンバータ（電流・電圧検出含む） ・電子負荷回路 ・CPU計算・制御（MEGA2560使用） ・電圧、電流、電力、回転速度表示器 |
この発電電力で制御装置の電力を供給出来ないので左上にあるアダプターをコンセントに入れる必要があります。非常に残念でした。
右下の黒いものが蛇口でこれを開ければ水が水車に当たり回転すると発電機で電気を発生する事になり、制御回路で回転速度を一定になるよう電子負荷で消費する電力を調整するものです。
なおこの電子回路関係の回路図、プログラム全て無くなってしまいましたのでもしこの模型の一部でも故障すれば終わりです。
| MEGA2560 | 2.4インチ タッチパネル付表示器 | 回転検出部の動作確認状況 |
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