JP2012211588A - Windmill blade and wind power generation apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce noises due to a turbulent boundary layer generated in a tip rear edge of a windmill blade, in a wind power generation apparatus using the windmill blade to generate electrical power.SOLUTION: In the windmill blade, an elevation angle reducing part 19 for reducing an elevation angle defined when rotating at a predetermined rotation number, is provided across a predetermined range on a side from a blade tip 20 to a blade root 21 of the windmill blade 9 that is radially mounted around a rotation axis line of a rotor head. The elevation angle reducing part 19 is gradually decreased toward the blade tip 20 and formed by applying a twisting angle to at most 20% of a blade length.

Description

本発明は、風車翼およびこれを用いて発電を行う風力発電装置に関する。   The present invention relates to a wind turbine blade and a wind turbine generator that generates power using the wind turbine blade.

風力発電装置では翼から発生する騒音が問題となっている。翼から発生する騒音の主な要因は翼端渦による騒音と翼面に発生する乱流境界層による騒音とである。
従来、この騒音レベルを下げるには、ロータの回転数を下げることが有効とされていた。すなわち、ロータの回転数を下げると、空気の翼への流入速度が低下するので、空力音が低減できる。しかし、ロータの回転数を下げると、発電効率が低下するという問題があった。
In wind power generators, noise generated from the blades is a problem. The main factors of the noise generated from the blade are the noise caused by the tip vortex and the noise caused by the turbulent boundary layer generated on the blade surface.
Conventionally, in order to reduce this noise level, it has been effective to reduce the rotational speed of the rotor. That is, when the rotational speed of the rotor is lowered, the inflow speed of air into the blades is reduced, so that aerodynamic noise can be reduced. However, when the rotational speed of the rotor is lowered, there is a problem that the power generation efficiency is lowered.

また、特に、騒音が大きい翼端部での騒音の低減については、たとえば、特許文献1に示されるものが提案されている。
これは、翼端部分を翼の翼面で後縁側に湾曲あるいは屈曲(いわゆる、後退翼)させ、および/または、翼端部に交差するように正圧面側に折り曲げられた小翼(いわゆる、ウイングレット)を設け、翼端部の渦を減少させて騒音を抑制するものである。
In particular, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 has been proposed for reducing noise at a blade tip portion where noise is high.
This is because a wing tip portion is bent or bent (so-called retracted wing) on the trailing edge side at the wing surface of the wing and / or a small wing (so-called, so-called retreat wing) bent to the pressure side so as to intersect the wing tip. A winglet is provided to reduce noise by reducing the vortex at the blade tip.

特表2006−521483号公報JP-T-2006-521383

ところで、近年、風力発電装置は、出力の大きなものが求められ、大型化されて来ている。これに伴い、ロータ径、すなわち、風車翼の翼長が大きくなって来ている。
翼長が大きくなると、翼端部の移動速度が大きくなる。このため発生する騒音が大きくなるので、一層の騒音低減が求められている。
また、翼長の長大化によって翼端近傍における翼面に発生する乱流境界層による騒音の影響が大きくなるので、たとえば、特許文献1のように翼端部のみの騒音を抑制するものでは、十分な騒音抑制が期待できない。
By the way, in recent years, wind turbine generators are required to have a large output, and have become larger. Along with this, the rotor diameter, that is, the blade length of the wind turbine blade is increasing.
As the blade length increases, the moving speed of the blade tip increases. For this reason, since the generated noise becomes large, further noise reduction is required.
In addition, since the influence of noise due to the turbulent boundary layer generated on the blade surface in the vicinity of the blade tip increases due to the increase in blade length, for example, in the case of suppressing noise only at the blade tip as in Patent Document 1, Sufficient noise suppression cannot be expected.

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、翼の先端部分の翼面に発生する乱流境界層を薄くし、後縁部に発生する騒音を効果的に抑制できる風車翼およびこれを用いた風力発電装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the thickness of the turbulent boundary layer generated on the blade surface at the tip of the blade and reduce the noise generated at the trailing edge. An object of the present invention is to provide a wind turbine blade that can be suppressed and a wind power generator using the same.

本発明は、前記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の第一の態様は、断面が翼形状をした風車翼であって、翼端から翼根側に所定の範囲に亘り、少なくとも所定回転数で回転する際の迎角を低減する迎角低減部が設けられ、前記所定の範囲は、前記風車翼の長さの20%以内であり、前記迎角低減部は、前記所定の範囲にねじり角を加えて形成されている風車翼を提供する。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A first aspect of the present invention is a wind turbine blade having a blade shape in cross section, and the angle of attack that reduces the angle of attack when rotating at a predetermined rotation speed over a predetermined range from the blade tip to the blade root side. A reduction portion is provided, and the predetermined range is within 20% of the length of the wind turbine blade, and the attack angle reduction portion provides a wind turbine blade formed by adding a twist angle to the predetermined range To do.

本態様にかかる風車翼によれば、迎角低減部が翼端から翼根側に所定の範囲に亘り、少なくとも所定回転数で回転する際の迎角を低減するので、運転中に翼端から翼根側に所定の範囲における翼面の境界層の厚さを薄くすることができる。
このように、境界層が薄くなると、翼の後縁における渦の発生を抑制できるので、騒音を低減させることができる。
迎角低減部は騒音の発生が大きな風車翼の先端部分に設けられているので、効率的に騒音を低減できる。これにより、騒音低減のために回転数を抑制する必要がなくなるので、発電効率等の性能低下を抑制できる。
なお、翼の断面形状が同じであれば、迎角が小さくなると発生する揚力が小さくなるので、迎角低減部が設けられる範囲は翼の性能に対する影響と騒音の低減効果とを勘案して設定するのが好ましい。この範囲は、たとえば、翼長の20%以内、好ましくは、10%以内とされる。
また、所定回転数は、たとえば、風力発電装置が定格出力となる回転数、すなわち、定格回転数とされる。
According to the wind turbine blade according to this aspect, the angle-of-attack reduction unit reduces the angle of attack when rotating at a predetermined rotational speed over a predetermined range from the blade tip to the blade root side. It is possible to reduce the thickness of the boundary layer of the blade surface in a predetermined range on the blade root side.
As described above, when the boundary layer is thinned, generation of vortices at the trailing edge of the blade can be suppressed, so that noise can be reduced.
Since the angle-of-attack reduction part is provided in the front-end | tip part of a windmill blade with large generation | occurrence | production of noise, a noise can be reduced efficiently. Thereby, since it is not necessary to suppress the rotation speed for noise reduction, it is possible to suppress a decrease in performance such as power generation efficiency.
If the cross-sectional shape of the wings is the same, the lift force that is generated decreases as the angle of attack decreases, so the range where the angle-of-attack reduction part is provided is set in consideration of the effect on blade performance and the noise reduction effect. It is preferable to do this. This range is, for example, within 20% of the blade length, and preferably within 10%.
Further, the predetermined rotational speed is, for example, a rotational speed at which the wind turbine generator has a rated output, that is, a rated rotational speed.

前記態様では、前記迎角低減部は、迎角が翼根側の迎角から翼端に向かって徐々に低減するように形成されていてもよい。
言い換えると、迎角低減部は、翼端に向かって風の流入方向に対する翼の角度を徐々に低減するようにねじられて、すなわち、翼端部にねじり角を加えて形成される。
このようにすると、回転数によらず常に迎角低減部は翼根側に比べて迎角が異なることになるので、広い回転数範囲で騒音の低減を行うことができる。
In the above aspect, the angle-of-attack reduction unit may be formed such that the angle of attack gradually decreases from the angle of attack on the blade root side toward the blade tip.
In other words, the angle-of-attack reduction portion is formed by being twisted so as to gradually reduce the angle of the blade with respect to the wind inflow direction toward the blade tip, that is, by adding a twist angle to the blade tip portion.
In this way, the angle-of-attack reduction unit always has a different angle of attack compared to the blade root side regardless of the rotational speed, so that noise can be reduced in a wide rotational speed range.

前記態様では、前記迎角低減部は、前記所定回転数で回転する際に前記翼根側の翼面の略延長部となるように形成されている構成とされてもよい。
言い換えると、所定回転数で回転する際に、迎角低減部の面は、翼根側の翼面と略面一となるように形成されている。
In the above aspect, the angle-of-attack reduction portion may be configured to be a substantially extended portion of the blade surface on the blade root side when rotating at the predetermined rotational speed.
In other words, the surface of the angle-of-attack reduction portion is formed so as to be substantially flush with the blade surface on the blade root side when rotating at a predetermined rotational speed.

翼が回転すると、翼は風によって変形する。この変形は翼の先端部で大きくなる。この変形によって風車翼の先端部で迎角が設計値よりも大きくなり、騒音が大きくなっていた。
本構成では、迎角低減部は、翼が所定回転数で回転し、風によって変形した際に、翼根側の翼面の略延長部、すなわち、翼根側の翼面と迎角低減部の翼面とが面一、となるように形成されているので、迎角低減部の迎角は設計値よりも大きくなることはない、言い換えれば、迎角低減部を持たない翼に比べて所定回転時の迎角を低減することができる。
これにより、所定回転数時の騒音を低減でき、かつ、性能低下を抑制できる。
As the wing rotates, the wing is deformed by the wind. This deformation increases at the tip of the wing. As a result of this deformation, the angle of attack at the tip of the wind turbine blade is larger than the design value, resulting in increased noise.
In this configuration, the angle-of-attack reduction unit is a substantially extended portion of the blade surface on the blade root side when the blade rotates at a predetermined rotational speed and is deformed by the wind, that is, the blade surface on the blade root side and the angle-of-attack reduction unit. The angle of attack of the angle-of-attack reduction part does not become larger than the design value, in other words, compared to a wing that does not have an angle-of-attack reduction part. The angle of attack at a predetermined rotation can be reduced.
Thereby, the noise at the time of predetermined rotation speed can be reduced, and a performance fall can be controlled.

前記構成では、前記迎角低減部は、翼根側の翼面から正圧面側に徐々に曲がりが大きくなるように滑らかに曲げられているのが好適である。   In the above-mentioned configuration, it is preferable that the angle-of-attack reducing portion is smoothly bent so that the bending gradually increases from the blade surface on the blade root side to the pressure surface side.

本発明の第二態様によれば、少なくとも所定回転数で回転する際の翼の後縁における渦の発生を抑制できる風車翼を用いて発電を行う風力発電装置を提供する。   According to the 2nd aspect of this invention, the wind power generator which performs electric power generation using the windmill blade which can suppress generation | occurrence | production of the vortex in the trailing edge of the blade at the time of rotating at a predetermined rotation speed is provided.

このようにすると、風力発電装置は運転中の騒音の発生を低減することができる。これにより、騒音による制約が緩和されるので、たとえば、居住地に近接して設置できる等、設置場所の自由度を確保することができる。   In this way, the wind turbine generator can reduce the generation of noise during operation. Thereby, since the restriction | limiting by noise is eased, the freedom degree of an installation place is securable, for example, it can install in the vicinity of a residence.

本発明によれば、迎角低減部が翼端から翼根側に所定の範囲に亘り、少なくとも所定回転数で回転する際の迎角を低減するので、運転中に翼の後縁における渦の発生を抑制でき、騒音を低減させることができる。
また、迎角低減部は騒音の発生が大きな風車翼の先端部分に設けられているので、効率的に騒音を低減できる。これにより、騒音低減のために回転数を抑制する必要がなくなるので、発電効率等の性能低下を抑制できる。
According to the present invention, the angle-of-attack reduction part reduces the angle of attack when rotating at a predetermined rotational speed over a predetermined range from the blade tip to the blade root side. Generation can be suppressed and noise can be reduced.
Moreover, since the angle-of-attack reduction part is provided in the front-end | tip part of a windmill blade with large generation | occurrence | production of noise, a noise can be reduced efficiently. Thereby, since it is not necessary to suppress the rotation speed for noise reduction, it is possible to suppress a decrease in performance such as power generation efficiency.

本発明の第一実施形態にかかる風力発電装置の全体概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows the whole schematic structure of the wind power generator concerning 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態にかかる風車翼の正面図である。It is a front view of the windmill blade concerning 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態にかかる風車翼の迎角の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the angle of attack of the windmill blade concerning 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態にかかる風車翼の正面図である。It is a front view of the windmill blade concerning 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態にかかる風車翼の定格回転数時の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state at the time of the rated rotation speed of the windmill blade concerning 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態にかかる風車翼の停止時の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state at the time of the stop of the windmill blade concerning 2nd embodiment of this invention.

(第一実施形態)
以下、本発明の一実施形態にかかる風力発電装置1を図面に基づいて説明する。
図1は、風力発電装置1の全体概略構成を示す側面図である。
風力発電装置1には、図1に示すように、基礎11上に立設される支柱3と、支柱3の上端に支柱3を支点として略水平に回転可能に設置されるナセル5と、略水平な軸線周りに回転可能にしてナセル5に設けられるロータヘッド7と、ロータヘッド7の回転軸線周りに放射状に翼長方向を中心に回転可能に取り付けられた複数枚の風車翼9とが備えられている。
ロータヘッド7の回転軸線方向から風車翼9に当たった風の力が、ロータヘッド7を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
(First embodiment)
Hereinafter, a wind turbine generator 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an overall schematic configuration of the wind turbine generator 1.
As shown in FIG. 1, the wind power generator 1 includes a support column 3 that is erected on a foundation 11, a nacelle 5 that is installed on the upper end of the support column 3 so as to be rotatable substantially horizontally with the support column 3 as a fulcrum, A rotor head 7 provided in the nacelle 5 so as to be rotatable around a horizontal axis, and a plurality of wind turbine blades 9 mounted so as to be rotatable around the rotation axis of the rotor head 7 about the blade length direction. It has been.
The force of the wind striking the wind turbine blade 9 from the direction of the rotation axis of the rotor head 7 is converted into power for rotating the rotor head 7 around the rotation axis.

ナセル5の外周面適所(たとえば上部等)には、周辺の風速値を測定する風速計13と、風向を測定する風向計15と、図示しない避雷針とが備えられている。
ナセル5の内部には、いずれも図示を省略しているが、ロータヘッド7と同軸の増速機を介して連結された発電機が設置されている。すなわち、ロータヘッド7の回転を増速機で増速して発電機を駆動することにより、発電機より発電機出力が得られるようになっている。
An anemometer 13 that measures the peripheral wind speed value, an anemometer 15 that measures the wind direction, and a lightning rod (not shown) are provided at appropriate locations on the outer peripheral surface of the nacelle 5 (for example, the upper part).
Inside the nacelle 5, although not shown, a generator connected to the rotor head 7 via a coaxial gearbox is installed. That is, the generator output is obtained from the generator by driving the generator by increasing the rotation of the rotor head 7 with a speed increaser.

図2は、風車翼9の正面図である。また、図2には、風車翼9のその位置における横断面図を記載している。
風車翼9は、横断面形状が翼形状とされた中空体である。風車翼9は、たとえば、ガラス繊維強化プラスチックで形成された外皮17によって翼形状が画成されている。外皮17は、内部から主桁等によって強度が補強されている。
FIG. 2 is a front view of the wind turbine blade 9. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the wind turbine blade 9 at that position.
The wind turbine blade 9 is a hollow body having a wing shape in cross section. The wind turbine blade 9 has a blade shape defined by an outer skin 17 formed of, for example, glass fiber reinforced plastic. The strength of the outer skin 17 is reinforced from the inside by a main girder or the like.

風車翼9の翼端20側部分には、迎角低減部19が設けられている。迎角低減部19は、翼弦23と風向25とのなす角度である迎角が、翼根21側の迎角αから翼端20に向かって徐々に小さくなるように構成されている。言い換えると、迎角低減部19は、翼端20に向かって風の流入方向に対する翼の角度を徐々に低減するようにねじられて、すなわち、翼端部にねじり角を加えて形成される。   An angle-of-attack reduction unit 19 is provided at the blade tip 20 side portion of the wind turbine blade 9. The angle-of-attack reduction unit 19 is configured such that the angle of attack, which is the angle formed between the chord 23 and the wind direction 25, gradually decreases from the angle of attack α on the blade root 21 side toward the blade tip 20. In other words, the angle-of-attack reduction portion 19 is formed by being twisted toward the blade tip 20 so as to gradually reduce the angle of the blade with respect to the wind inflow direction, that is, by adding a twist angle to the blade tip.

図3は、風車翼9の翼長方向における迎角の変化を示している。
迎角低減部19の翼長方向における長さは、翼の性能に対する影響と騒音の低減効果とを勘案して設定され、ここでは翼長Lの略10%とされている。なお、性能低下を勘案すれば、20%以内に収めるのが好ましい。
迎角低減部19の翼端20における迎角は、定格出力となる回転数(定格回転数)において、たとえば、0°となるようにされている。
なお、翼端20における迎角は、0°に限定されるものではなく、騒音以外の他の条件を勘案して0°以外の値とされることもある。
また、翼型(たとえば、キャンバー等が付いているもの等)によっては、最も境界層が薄くなる値が0°以外となることもある。
FIG. 3 shows a change in the angle of attack of the wind turbine blade 9 in the blade length direction.
The length in the blade length direction of the angle-of-attack reduction unit 19 is set in consideration of the influence on the blade performance and the noise reduction effect, and is approximately 10% of the blade length L here. In consideration of a decrease in performance, it is preferable to keep it within 20%.
The angle of attack at the blade tip 20 of the angle-of-attack reduction unit 19 is, for example, 0 ° at the rotational speed (rated rotational speed) at which the rated output is achieved.
The angle of attack at the blade tip 20 is not limited to 0 °, and may be a value other than 0 ° in consideration of conditions other than noise.
In addition, depending on the airfoil (for example, with a camber or the like), the value at which the boundary layer becomes the thinnest may be other than 0 °.

以上のように構成された風力発電装置1の運転動作について説明する。
風力発電装置1は、運転中、風向計15によって風向きを測定している。その測定結果によって、ナセル5が回転し、風がロータヘッド7の回転軸線方向から吹くようにされる。すなわち、風車翼9に対して風は一定の方向で吹き付けられている。
風車翼9に風が当たると、翼面に交差する方向に揚力が発生する。この揚力によって風車翼9が移動するので、ロータヘッド7が回転軸線周りに回転する。
このロータヘッド7の回転を増速機で増速して発電機を駆動することにより、発電される。
The operation of the wind turbine generator 1 configured as described above will be described.
The wind power generator 1 measures the wind direction with the anemometer 15 during operation. According to the measurement result, the nacelle 5 rotates and the wind blows from the rotation axis direction of the rotor head 7. That is, the wind is blown against the wind turbine blade 9 in a certain direction.
When wind hits the wind turbine blade 9, lift is generated in a direction intersecting the blade surface. Since the wind turbine blades 9 are moved by this lift, the rotor head 7 rotates around the rotation axis.
Electric power is generated by driving the generator by increasing the rotation of the rotor head 7 with a gearbox.

風車翼9は、風速計13によって測定している風速によって翼長方向の回りに回転しピッチ角を調整している。風速が低い場合にはピッチ角を大きくし、風を受ける面積が大きくなるようにする。定格出力が得られる回転数(定格回転数)を越える風速となると、ピッチ角を小さくし、風を受ける面積を小さくする。   The windmill blade 9 is rotated around the blade length direction by the wind speed measured by the anemometer 13 to adjust the pitch angle. When the wind speed is low, the pitch angle is increased so that the area receiving the wind is increased. When the wind speed exceeds the speed at which the rated output can be obtained (rated speed), the pitch angle is reduced and the area that receives the wind is reduced.

このとき、たとえば、定格回転数の時、迎角低減部19では、迎角が翼根21側の迎角よりも小さいので、移動速度が一緒であれば、風が翼面から受ける抵抗は翼根21側と同じ迎角を有するものに比べて小さくなる。これにより、風が翼面に沿ってより滑らかに流れるので、翼面に形成される境界層の厚さは翼端部分が翼根21側と同じ迎角を有するものに比べて薄くなる。
このように、境界層が薄くなると、風車翼9の後縁における渦の発生を抑制できるので、騒音を低減させることができる。
迎角低減部19は、移動速度が大きいため騒音の発生が大きな風車翼9の先端部分に設けられているので、効率的に騒音を低減できる。これにより、騒音低減のために回転数を抑制する必要がなくなるので、発電効率等の性能低下を抑制できる。
At this time, for example, at the rated rotational speed, the attack angle reduction unit 19 has an attack angle smaller than the attack angle on the blade root 21 side. It is smaller than one having the same angle of attack as the root 21 side. As a result, the wind flows more smoothly along the blade surface, so that the thickness of the boundary layer formed on the blade surface is thinner than that in which the blade tip portion has the same angle of attack as the blade root 21 side.
As described above, when the boundary layer becomes thin, the generation of vortices at the trailing edge of the wind turbine blade 9 can be suppressed, so that noise can be reduced.
Since the angle-of-attack reduction part 19 is provided at the front-end | tip part of the windmill blade 9 with large generation | occurrence | production of a noise because the moving speed is large, it can reduce a noise efficiently. Thereby, since it is not necessary to suppress the rotation speed for noise reduction, it is possible to suppress a decrease in performance such as power generation efficiency.

また、迎角低減部19の迎角は固定されているので、回転数が変化しても常に相互の関係は変化しない。
このため、回転数によらず常に迎角低減部19は翼根21側に比べて迎角が異なることになるので、広い回転数範囲で騒音の低減を行うことができる。
Further, since the angle of attack of the angle-of-attack reduction unit 19 is fixed, the mutual relationship does not always change even if the rotational speed changes.
For this reason, since the angle-of-attack reduction unit 19 always has a different angle of attack compared to the blade root 21 side regardless of the rotational speed, noise can be reduced in a wide rotational speed range.

このように、風力発電装置1は運転中の騒音の発生を低減できる。これにより、騒音による制約が緩和されるので、たとえば、居住地に近接して設置できる等、設置場所の自由度を確保できる。   Thus, the wind power generator 1 can reduce the generation of noise during operation. Thereby, since the restriction | limiting by noise is eased, the freedom degree of an installation place is securable, for example, it can install in the vicinity of a residence.

(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について、図4〜図6を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、風車翼9の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4は、風車翼9の正面図である。図5は、風車翼9の定格回転数時の状態を示す側面図である。図6は、風車翼9の停止時の状態を示す側面図である。
(Second embodiment)
Next, 2nd embodiment of this invention is described using FIGS.
In the present embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the wind turbine blade 9 is different. Therefore, in this embodiment, this difference is demonstrated and the overlapping description is abbreviate | omitted about another part.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
FIG. 4 is a front view of the wind turbine blade 9. FIG. 5 is a side view showing a state of the wind turbine blade 9 at the rated rotational speed. FIG. 6 is a side view showing a state when the wind turbine blade 9 is stopped.

風車翼9の先端側部分には、迎角低減部19が設けられている。迎角低減部19は、図6に示されるように、翼根21側の翼面から翼端20に向かい正圧面27側に徐々に曲がりが大きくなるように滑らかに曲げられて形成されている。
この曲げは、風車翼9が所定回転数で回転し、風によって変形した際に、図5に示されるように迎角低減部19が翼根21側の翼面の略延長部、すなわち、翼根21側の翼面と迎角低減部19の翼面とが略面一、となる大きさとされている。このときの迎角低減部19を符号19Bで表すこともある。また、停止時(すなわち、製造時)の迎角低減部19を符号19Aで表すこともある。
An angle-of-attack reduction unit 19 is provided at the tip side portion of the wind turbine blade 9. As shown in FIG. 6, the angle-of-attack reduction portion 19 is formed by being smoothly bent so that the bending gradually increases from the blade surface on the blade root 21 side toward the blade tip 20 toward the positive pressure surface 27 side. .
This bending occurs when the wind turbine blade 9 rotates at a predetermined rotational speed and is deformed by the wind, as shown in FIG. 5, the angle-of-attack reduction portion 19 is a substantially extended portion of the blade surface on the blade root 21 side, that is, the blade The blade surface on the root 21 side and the blade surface of the angle-of-attack reduction unit 19 are substantially flush with each other. The angle-of-attack reduction unit 19 at this time may be represented by reference numeral 19B. Moreover, the angle-of-attack reduction part 19 at the time of a stop (namely at the time of manufacture) may be represented with the code | symbol 19A.

以上のように構成された風力発電装置1の運転動作については第一実施形態と略同じなので、重複した説明は省略し、異なるところについて説明する。
風車翼9が回転すると、風車翼9は風の作用による力(揚力、抗力)によって変形する。この変形は風車翼9の翼端部、すなわち、迎角低減部19で大きくなる。
風車翼9の回転数が定格回転数になると、迎角低減部19が停止時の図6に示される迎角低減部19Aから図5に示す迎角低減部19Bの状態に変化する。すなわち、迎角低減部19Bは翼根21側の翼面の略延長部となるので、迎角低減部19Bの迎角は設計値よりも大きくなることはない。
Since the operation | movement operation | movement of the wind power generator 1 comprised as mentioned above is substantially the same as 1st embodiment, the overlapping description is abbreviate | omitted and a different part is demonstrated.
When the windmill blade 9 rotates, the windmill blade 9 is deformed by a force (lift, drag) caused by the action of wind. This deformation becomes large at the blade tip portion of the wind turbine blade 9, that is, at the attack angle reducing portion 19.
When the rotational speed of the wind turbine blade 9 reaches the rated rotational speed, the angle-of-attack reduction unit 19 changes from the angle-of-attack reduction unit 19A shown in FIG. 6 to the state of the angle-of-attack reduction unit 19B shown in FIG. That is, the angle-of-attack reduction part 19B becomes a substantially extended part of the blade surface on the blade root 21 side, and therefore the angle of attack of the angle-of-attack reduction part 19B does not become larger than the design value.

すなわち、迎角低減部19を持たない風車翼9では、この変形によって先端部で迎角が設計値よりも大きくなり、騒音が大きくなっていたが、本実施形態の風車翼9では、これに比べて定格回転時の迎角を低減することができる。
したがって、本実施形態では、迎角低減部19を持たない風車翼9に比べて定格回転数時の騒音を低減でき、かつ、性能低下を抑制できる。
That is, in the wind turbine blade 9 having no angle-of-attack reduction portion 19, the angle of attack at the tip portion is larger than the design value and the noise is increased due to this deformation, but in the wind turbine blade 9 of the present embodiment, In comparison, the angle of attack at the rated rotation can be reduced.
Therefore, in this embodiment, compared with the wind turbine blade 9 that does not have the angle-of-attack reduction unit 19, it is possible to reduce the noise at the rated rotation speed and to suppress the performance degradation.

本実施形態では、迎角低減部19は定格回転数になると、翼根21側の翼面の略延長部となるようにしているが、これに限定されるものではなく、たとえば、迎角低減部19にねじれが生じ、その迎角が翼根21側の迎角よりも小さくなるような形状としてもよい。   In the present embodiment, the angle-of-attack reduction unit 19 is configured to be a substantially extended portion of the blade surface on the blade root 21 side at the rated rotational speed, but is not limited to this. The portion 19 may be twisted so that the angle of attack is smaller than the angle of attack on the blade root 21 side.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
たとえば、第一実施形態の迎角を風車翼9の翼端20に向かい順次小さくしていく構成と、第二実施形態の回転時の変形を活用する構成を併せ持つ構成としてもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
For example, it is good also as a structure which has the structure which uses the deformation | transformation at the time of rotation of 2nd embodiment, and the structure which makes the angle of attack of 1st embodiment small toward the blade tip 20 of the windmill blade 9 sequentially.

1 風力発電装置
9 風車翼
19 迎角低減部
20 翼端
21 翼根
27 正圧面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generator 9 Windmill blade 19 Angle-of-attack reduction part 20 Blade tip 21 Blade root 27 Pressure surface

Claims (4)

断面が翼形状をした風車翼であって、
翼端から翼根側に所定の範囲に亘り、少なくとも所定回転数で回転する際の迎角を低減する迎角低減部が設けられ、
前記所定の範囲は、前記風車翼の長さの20%以内であり、
前記迎角低減部は、前記所定の範囲にねじり角を加えて形成されている風車翼。
A wind turbine blade with a wing-shaped cross section,
An angle-of-attack reduction unit is provided for reducing the angle of attack when rotating at a predetermined rotational speed over a predetermined range from the blade tip to the blade root side,
The predetermined range is within 20% of the length of the wind turbine blade,
The angle-of-attack reduction unit is a wind turbine blade formed by adding a twist angle to the predetermined range.
前記迎角低減部は、迎角が翼根側の迎角から翼端に向かって徐々に低減するように形成されている請求項1に記載された風車翼。   The wind turbine blade according to claim 1, wherein the angle-of-attack reduction unit is formed so that the angle of attack gradually decreases from the angle of attack on the blade root side toward the blade tip. 前記迎角低減部は、前記所定回転数で回転する際に前記翼根側の翼面の略延長部となるように形成されている請求項1または請求項2に記載された風車翼。   3. The wind turbine blade according to claim 1, wherein the angle-of-attack reduction portion is formed to be a substantially extended portion of the blade surface on the blade root side when rotating at the predetermined number of rotations. 前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された風車翼を用いて発電を行う風力発電装置。   A wind turbine generator that generates power using the wind turbine blade according to any one of claims 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006152864A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Blade for wind power generator and wind power generation device having the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524100A (en) * 1999-12-24 2003-08-12 アロイス・ヴォベン Rotor blades for wind turbines
JP2006152864A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Blade for wind power generator and wind power generation device having the same

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