JP2004168170A - 翼端渦制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】翼及びブレードは翼端の下面からの吹き上げによって翼端付近になればなるほど揚力が小さくなり、気流が回り込むことでこの渦が抗力を生み出すが、この揚力を大きくし、抗力を小さくする翼端渦制御装置。
【解決手段】翼端に装着したプロペラの後流を翼端渦のらせん状の流れと逆方向に発生させることで、翼端渦形成のために費やされるエネルギーを揚力の増大に積極的に活用する。誘導効力が減少し、相対的に揚力が大きくなるためにエネルギー変換効率が高くなり、経済的且つ環境負荷が減少する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、翼端に発生する渦の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
翼端渦は翼端部で生ずるため、端部の領域が大きければそれだけ強く生ずる。同じ翼面積でもアスペクト比が小さい翼よりも、アスペクト比が大きい翼の方が翼端渦は小さくなる。 流れの中で渦を発生させるにはエネルギーが必要であり、翼端渦についても例外ではない。翼端渦の発生は有限の長さを持つ翼にて揚力が生ずるためには不可避であり、翼端渦形成のために費やされるエネルギーは誘導抵抗という形で対価を払うことになる。
【０００３】
揚力発生に不可避な誘導抵抗であるが、やはり抵抗は小さい方が良いため、翼端渦を制御して抵抗を減らそうとする試みが昔から行われて来た。翼を高アスペクト比にすることは構造などの問題があり、他の手法で翼端渦を制御、誘導抵抗を抑制する必要がある。その代表的なものが翼端板であり、最近の成果としてウィングレットである。
【０００４】
翼端板は単純に翼端渦を抑制するために装備されるものである。つまり、翼端で生ずる翼下面から上面へ回り込む流れを板でブロックするのであるそのため翼端板の断面形状は単純な平面状で、主翼に対して垂直に装着してある場合が多いが、翼端渦の大きさはその渦の半径が片翼の長さの半分近くにも発達するため、これをブロックするには翼端板の高さもそれと同程度にする必要がある。
【０００５】
ウィングレットは翼端渦を利用して揚力向上と抗力低下をさせるものである。装着状態も翼端前縁から後縁にかけた全体でなく後ろについている場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、翼及びブレードに発生する誘導抵抗の抑制に関してである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プロペラの後流を利用して翼端渦を制御し、翼やブレードの揚力向上と抗力低下をさせることを最も主要な特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、揚力を利用する装置に対して積極的に活用できる。翼及びブレードの翼端にプロペラを装着するが、プロペラのアスペクト比と枚数は、翼及びブレードの速度と相関関係がある。プロペラ本体にも形状抵抗が生ずるが、プロペラ本体の誘導抵抗の方が大きくなる。
【０００９】
【実施例】
図１、図３に示すように翼端とプロペラ装着部分は翼端を下にひねったり、燃料タンクを付けたりすることと同様に誘導抵抗の影響を軽減する効果を得ることができる。図２は起動力と回転力を両立させた風車である。パワー係数が最大になる周速比は多翼形風車とプロペラ形風車のその値の中間になるようにすることで風力発電機に適する。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の翼端渦制御装置は揚力を利用する装置のエネルギー変換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】翼端渦制御装置の正面図である。
【図２】翼端渦制御装置を風車に取り付けた場合の正面図である。
【図３】翼端渦制御装置の側面図である。
【符号の説明】
１ 翼
２ プロペラの回転方向
３ 翼端渦の回転方向
４ 翼端渦制御装置
５ ハブ
６ ブレード
７ 翼端

Claims (1)

1. 揚力が発生している翼の端は圧力が高い所から低い所へ巻き込むような流れを生じるが、プロペラを翼端に装備することで翼端渦の流れと逆方向のプロペラ後流を発生させることで、誘導抵抗を減少させる炉翼端渦制御装置。

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