JP2005061354A - 風力発電機用ブレード - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレード後方で発生する渦巻き状の乱流はブレードの回転に対する空気抵抗となると共に風切り音の発生原因となる。そこで係る渦巻き状の乱流発生を防止し、もってブレードに対する空気抵抗を減少せしめると共に風切り音の原因を縮減することで低風速でも回転可能であり、しかも静粛性に優れたブレードを提供することを目的とする。
【解決手段】 上記課題を解決するために本発明に係るブレードは、ブレードの受風面に正面視では視認できない形状に長孔部を設け、風をして該長孔部から通過せしめるように形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は風力発電機用ブレードに関し、より詳しくはブレード面を通過する空気を整流することが可能なブレードに関する。

風力発電機用風車のブレード面を通過する空気の流れを整流する発明としては特開平９−１００７７４号記載の発明がある。ここに特開平９−１００７７４号記載の発明はブレード裏面長手方向に整流板を取り付けてなるものである。
特開平９−１００７７４号公報

風力発電機はブレードで風を受けブレードを回転させて発電するものである。故に風速が低くブレードを回転させるに至らない場合は発電ができない事態が生じる。

そこで、低風速でもブレードが回転可能となるように様々な工夫がなされている。例えばブレードのピッチ（風流方向に対して垂直な面に対するブレードの偏角）を可変にしたものがある。かかる風力発電機は低風速の場面ではブレードの受風面積が大きくなるようブレードのピッチを変更し、ブレードの回転を可能ならしめようとするものである。

ところが、ブレードのピッチを可変にするためには複雑な機構が必要であり、コストが増加するという難点がある。

また、上述の特開平９−１００７７４号公報記載の発明は、整流板を取り付けることでブレード面を通過する空気の流れを整え、低風速でも回転可能として、もって回転トルクの増大を図るものである。この発明はブレード面を通過する風のブレード面からの剥離現象を防止でき有用な発明といえる。

ところが、この発明はブレード面を通過する風がブレード後方で渦巻き状の乱流になることを防止できないものである。

ここで渦巻き状の乱流につき解説する。図７は風力発電機に取り付けられた従来のブレードの正面図であり、図８は図７に示すＡ−Ａ部分に相当する部分の断面とその周囲の風の流れを模式的に示した断面図である。

図７に示すようにブレード１は風力発電機の回転軸２に取り付けられているものである。このブレード１に前方から風が当たった場合の風の流れは概ね図８に示すようになる。つまりブレード面に当たらない風はほぼ直線状に流れるが、ブレードに衝突した風はブレードを通過した後、ブレード裏面側に向い渦巻き状に流れるのである。この渦巻き状の後流がブレードの回転に対する空気抵抗となると共に風切り音の発生原因となる。

そして前述の特開平９−１００７７４号記載にかかる発明は、この渦巻き状の後流の発生を防止できないものである。

本発明は以上のような従来例の難点に鑑み、簡易な機構でありながら低風速でも回転可能であり、しかも静粛性に優れたブレードを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るブレードは、ブレードの受風面に正面視では視認できない形状に長孔部を設け、風をして該長孔部から通過せしめるように形成した。

以下、かように構成される本発明が如何に作用して課題を解決するかを図面を参照しながら述べる。

図１は風力発電機に取り付けられた本発明に係るブレードの正面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ部分のしかもブレードに関する部分のみの断面図であり、図３は本発明に係るブレードの正面図であり、図４は同Ｂ−Ｂ断面図であり、図５は図３に示すＢ−Ｂ部分の断面とその周囲の風の流れを模式的に示した断面図である。

本発明に係るブレード１０には、図２や図４に示すように長孔部１１が設けてある。この長孔部１１は図４に示すようにブレード１０を構成する各羽根部材１２ａ，１２ｂ・・・の隙間に形成されるものである。かように形成されるブレード１０に風が衝突した場合の風流を模式的に示したものが図５である。

前述のように従来例に係るブレードではブレードの中央部に当たった風はブレード面を端部に流れ、ブレード後方で渦巻き状の乱流になる（従来例を示す図７参照）。これに対し本発明に係るブレード１０においては、図５に示すように風がブレード面を流れる途中で長孔部１１から抜け出ることが可能になる。それゆえ風流がブレードから離れた後に渦巻き状の乱流になることが可及的に防止できるのである。

かように渦巻き状の乱流の発生を可及的に防止できることから、ブレードの回転に対する空気抵抗を減少せしめ、しかも風切り音の発生原因を縮減せしめることが可能になるのである。

また、本発明に係るブレード１０では長孔部１１が正面視では視認できない形状に設けてある。これは受風面積を大きくして低風速でもブレードの回転を可能ならしめるためである。

かように本発明に係るブレードは長孔部を設けるという簡易な機構でありながら低風速でも回転可能であり、しかも静粛性に優れたブレードを提供することが可能になるのである。

ブレード後方で発生する渦巻き状の乱流はブレードの回転に対する空気抵抗となると共に風切り音の発生原因となる。

本発明に係るブレードはブレード面を通過する風がブレード後方で渦巻き状の乱流になることを防止できる。

ゆえに、係る渦巻き状の乱流を防止できる本発明はブレードの回転に対する空気抵抗を抑えることが可能となると共に、風切り音の発生を縮減できる。

しかも、ブレードに長孔部を設けるという簡易な構造で渦巻き状の乱流の発生を防止できる。

つまりは、本発明によれば簡易な機構でありながら低風速でも回転可能であり、しかも静粛性に優れたブレードの提供が可能となるのである。

以下、発明を実施するための最良の形態につき図面を参照しながら述べる。

図１に示すように本発明に係るブレード１０は風力発電機の回転軸２０に取り付けて使用されるものである。図１においてはブレード１０は１枚のみ取り付けられている様子を示しているが、無論実際の使用時には複数枚を装着するものである。

図３に示すようにブレード１０は複数枚の羽根部材１２ａ，１２ｂ・・で構成されるものである。図中羽根部材は１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ及び１２ｅの５個使用されているが、無論係る限定を受けるものではなく、長孔部１１を形成できればよく、つまりは２個以上であれば良い。

長孔部１１は各羽根部材間の隙間として形成される。具体的には図４に示すように羽根部材１２ａの端部の下方に羽根部材１２ｂの端部が入り込み、羽根部材１２ｂの端部の下方に羽根部材１２ｃの端部が入り込み、以下同様に一方羽根部材の端部の下方に他方羽根部材の端部が入り込むという形態で長孔部１１が形成される。ここに一方端部を他方端部の下方に入り込ませるのは長孔部１１を正面視した状態で視認できない形態に構成するためである。

図３に示すブレード１０は各羽根部材１２ａ，１２ｂ・・が横方向に並べて形成されている。この場合、長孔部１１は縦方向に形成されることになる。

ブレード後方における渦巻き状の乱流を防止するためには、長孔部１１を図３に示すように縦方向に形成する必要はない。長孔部１１を横方向に形成したブレードを示したのが図６である。

ここに図６は本発明に係るブレードの他の実施例の正面図である。図６に示すように各羽根部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄが縦方向に並べて形成されている。図示されていないが羽根部材１３ａの端部の下方に羽根部材１３ｂの端部が入り込み、羽根部材１３ｂの端部の下方に羽根部材１３ｃの端部が入り込み、羽根部材１３ｃの端部の下方に羽根部材１３ｄの端部が入り込むことで長孔部が形成されている。

風力発電機に取り付けられた本発明に係るブレードの正面図。 図１に示すＡ−Ａ部分のしかもブレードに関する部分のみの断面図。 本発明に係るブレードの正面図。 同Ｂ−Ｂ断面図。 図３に示すＢ−Ｂ部分の断面とその周囲の風の流れを模式的に示した断面図。 本発明に係るブレードの他の実施例の正面図。 風力発電機に取り付けられた従来のブレードの正面図。 図６に示すＡ−Ａ部分に相当する部分の断面とその周囲の風の流れを模式的に示した断面図。

符号の説明

１０・・ブレード １１・・長孔部

Claims (1)

1. ブレード１０の受風面に正面視では視認できない形状に長孔部１１を設け、風をして該長孔部１１から通過せしめるようにした風力発電機用ブレード。