JP2012251448A

JP2012251448A - 直径１０ｍ以上のプロペラ型風力発電機のブレード減音の形状形態

Info

Publication number: JP2012251448A
Application number: JP2011123064A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukushima; 徹福島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード回転による空気抵抗振動音を減音させる課題。
【解決手段】直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電装のブレード回転による空気抵抗振動音を減音させるために、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電装置のブレードを後退角度やねじれ角度を施し空気抵抗を減じ、また直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード前縁表面空気流体はく離泡が起こす振動音を半円球形状突起列で減音させることやブレード後縁線を不規則波線状に施すことにより同時空気離脱音発生が抑えられことによるブレードの減音させた直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態。
【選択図】図１

Description

従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態において、ブレードの気体流体による抵抗振動音を減音させることに関するものである。

従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態においては、気体流を受けて揚抗力で回転するブレードのローター付け根から先端まで垂直に施したものであるが、その従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機ブレードのブレード振動音をブレード回転円周各位置の速度違いによるレイノルズ係数での抵抗振動やカルマン流渦抵抗振動で発する音を減音させるためにブレードの回転方向に対しブレードを後退させたブレード形状に施した形態のものがない。

また、上記ブレード後退させたブレードをローター付け根から先端までブレードの円周各位置の速度違いによる空気流体レイノルズ係数での抵抗振動やカルマン流渦抵抗振動で発する音を減音させるためにローターに接続したブレードの揚抗力開始形態部から先端部まで空気流体抵抗を減じた、ねじれ角度をブレードに施した形状形態にしたものがない。

従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機ブレードの音鳴き現象を抑制させるために、ブレード表面にトナー付着による減音、及びブレードクリーニング効果にしたものがある。

特開２００３−２１４３１６特開２００４−５２５４７特開２００５−５３９１７６特開２００９−５３２４０

本発明は、従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードで発する音を減音させる課題を解決しようとするものである。

本発明の目的を達成させるために、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードに気体流を受けて揚抗力で回転するブレードの回転による回転方向円周各位置の速度違いに対する流体レイノルズ係数での抵抗振動やカルマン流による渦の抵抗振動音を減らすために、ブレードの最大振動位置に当たるブレード先端部を回転方向より後退角度を施したブレード形態で音を減じさせて課題を解決するものである。

また、ブレードの回転する円周内側と外側では回転速度の違いで受ける風の流体抵抗を減じさせるために回転ブレードの内円側から外円部にねじれ角度を施した形状のブレード形態で振動音を減じさせて課題を解決するものである。

さらに、ブレードの回転するブレード前縁部に鳥類のフクロウ消音飛行翼に示される翼前縁部に突起列をブレード前縁部表面に施した形状のブレード形態で振動音を減じさせて課題を解決するものである。

さらにまた、ブレードの回転するブレード後縁部分が不規則な後縁線に施すことにより、後縁線部からの空気流体の境界層離脱が一斉に起こることなく、気体流体の離脱音が抑えられることから、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電装置のブレードの後縁部分が不規則な波線形状に施し風流体境界層の気体流体離脱が同時に起こることなく同時空気離脱音発生が抑えられるブレード形状で音を減じさせて課題を解決するものである。

本発明の効果については、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードを後退ブレードに施すことで、例えば、プロペラ式飛行機の水平角度翼とジェット機の後退翼の角度違いがあり、翼の気体流体抵抗によるレイノルズ係数での抵抗振動やカルマン流による渦の抵抗振動でジェット機の音速近くではプロペラ式飛行機の水平角度翼では気体流体抵抗振動で破壊されてしまう、そのことは亜音速においてのレイノルズ係数やカルマン流による渦の抵抗振動数でも、ブレード回転速度とブレード前縁部形状部で作用する気体の抵抗はレイノルズ係数５００から２×１０^５の間では一定値となることから、気体流速がレイノルズ係数においても、ジェット機の後退翼角度を応用した後退ブレード形態にすることで直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機用ブレードの回転方向で円周位置速度の違い、例えば、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機の回転ブレードが１回転に要する時間では円周位置での速度が円周数値の大きいほど早くなることによる、レイノルズ係数やカルマン流の気体流体抵抗を後退角度にしたブレードにすることで気体流体抵抗を減じることにより減音する効果がある。

また、ブレード揚抗力の回転する円周位置速度の違い、例えば、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機の回転ブレードが１回転に要する時間では円周位置での速度が円周数値の大きいほど早くなることに回転方向の空気抵抗がブレード内円周よりブレード外円周が速度増大するために揚抗力角度を外周円位置になるほどブレードのねじれ角度を回転方向に対し垂直方向に施しブレードの円周位置速度違いによる抵抗を減らすことで音を減じることの効果がある。

さらに、ブレード前縁部表面に半円球形状の突起列を施すことで、鳥類のフクロウ飛行翼の消音効果と同じブレードの回転による気体抵抗音を減じることの効果がある。

さらにまた、ブレード後縁線部を不規則波線状に施すことにより、気体流体境界層の気体流体離脱が同時に起こることなく同時気体離脱音発生が抑えられる直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード後縁線部形状形態で音を減じることの効果がある。

以下、本発明の実施形態を図１から図９に基づいて説明をする。

図１においては、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機の３枚ブレードの全体構造を施した正面形態で中心部のローター３に施したブレード２の先端部ブレード１を回転方向４に対して後退角度を施した形態で、そのブレード１・２の全体長さＬから回転速度環境ア・イ・ウとブレードの長さによるがブレード１・２の最大振動部円周点線ウで示した部分Ｃより中間位置円周部点線イで示した部分Ｂからブレード１の後退を示した図であり、そのブレード２の先端部１を従来のブレード点線１−a形態に後退角度をつけたブレード１に施すことで空気流体を従来のブレード点線１−a形態に回転方向４で受ける正面空気抵抗を後退角度ブレード１で斜角度空気抵抗にすることにより抵抗を減らし減音させた直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態である。

図２においては、1図の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード側面形状形態である。

図３においてはブレード回転方向の後面を平面的形態図で、ブレード１・２を支持するローター３に近いブレード２のＡ−Ａ´からブレード１・２の中間点Ｂ−Ｂ´およびブレード１の先端部Ｃ−Ｃまでブレード１・２角度を角度断面Ａ−Ａ´＜角度断面Ｂ−Ｂ´＜角度断面Ｃ−Ｃ´と回転方向に起こしたねじれを施すことでブレード１・２の回転位置を図１で示した点線円ア・イ・ウの速度がア円周速度＜イ円周速度＜ウ円周速度となり、回転速度の違いをねじれ角度を施したブレード１・２で空気流体抵抗を減らし減音させた直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態である。

また、図１０で示すブレード１・２の幅や厚み曲線環境によるが前縁部表面に半円球形状１２をブレード１・２の接続部直径φ１０ｍｍ〜５０ｍｍ・高さ２ｍｍ〜５０ｍｍ・間隔５０ｍｍ〜２００ｍｍに複数突起列を回転するブレード１・２前縁部表面の空気流体によるはく離泡が発生する遷移点箇所に施し、はく離泡による音を減音させた直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態である。

さらに、ブレード１・２の後縁線部を不規則波線状６に施すことにより、気体流体境界層の気体流体離脱が一斉に起こることなく同時振動音発生が抑えられる直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態である。

図４においては、3図のブレード１・２のねじれ角度変化のＡ−Ａ´・Ｂ−Ｂ´・Ｃ−Ｃ´断面を示した直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態である。

図５〜図７においては、図３・４で示したローター３に近いブレード２のＡ−Ａ´からブレード１・２の中間点Ｂ−Ｂ´およびブレード１の先端部Ｃ−Ｃ´まで角度を角度断面Ａ−Ａ´＜角度断面Ｂ−Ｂ´＜角度断面Ｃ−Ｃ´と回転方向に起こしたねじれを施したブレード１・２の断面拡大図で、回転速度の違いによるブレード１・２の前縁部に回転による空気抵抗８・９を受けることをブレード１・２のねじれ角度変化で空気流体抵抗８・９を減らし減音させた直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード１・２形状形態である。

図８・図９においては、図１の後退ブレード１・２形状を変化させ後退ブレードに施した直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード１０・１１形状形態である。

直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電装置のブレード正面図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード側面図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード平面図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード断面図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードＡ−Ａ´点線部断面拡大図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードＢ−Ｂ´点線部断面拡大図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレードＣ−Ｃ´点線部断面拡大図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード正面図直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード正面図ブレード前縁部表面の半円球形状の突起側面図

１直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード後退先端部
１−ａ従来の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード先端部形状形態
２直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード胴体部
３直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のローター
４ブレードの回転方向矢印
５ブレードの後縁線部を不規則な波線状に施したブレード形状形態
６半円球形状の突起列をブレード前縁部表面に施したブレード形状形態
７風向矢印
８ブレードの回転による空気抵抗点線矢印
９ブレードの回転による空気抵抗点線矢印
１０図１のブレード後退を変化させた形状形態
１１図１のブレード後退を変化させた形状形態
１２半円球突起
アブレードの円周位置を示した点線円
イブレードの円周位置を示した点線円
ウブレードの円周位置を示した点線円
Ａ−Ａ´ ブレードの断面
Ｂ−Ｂ´ ブレードの断面
Ｃ−Ｃ´ ブレードの断面
Ｌブレードの長さ

Claims

本発明は、直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機の中心部回転ローター３に施したブレード２の先端部ブレード１を回転方向４に対してブレード１・２の長さＬから回転速度環境ア・イ・ウとブレード１・２の長さ環境によるが、ブレード１・２の最外円周点線ウで示した部分Ｃより中間位置円周部点線イで示した部分Ｂからブレード１の後退を施し、そのブレード２の先端部１を従来のブレード点線１−a形態に後退角度をつけたブレード１の形態で気体流体抵抗を後退角度ブレード１で斜角度気体抵抗にすることによりブレード点線１−a形態に回転方向４で受ける抵抗を減らし減音させたことを特徴とした直径１０ｍ以上プロペラ型風力発機のブレード形状形態。
また、図１で示したブレード１・２の回転位置速度ア円周＜速度イ円周＜速度ウ円周による回転速度の違いを図３で示した、ブレード２のＡ−Ａ´からブレード１・２の中間点Ｂ−Ｂ´およびブレード１の先端部Ｃ−Ｃまでを図４で示した、ブレード１・２の角度を角度断面Ａ−Ａ´＜角度断面Ｂ−Ｂ´＜角度断面Ｃ−Ｃ´と回転方向に起こしたねじれを施し、そのブレード１・２のねじれ角度で回転速度気体流体抵抗を減らし減音させたことを特徴とした請求項１記載の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態。
さらに、ブレード１・２の幅や厚み曲線環境によるが前縁部表面に半円球形１２をブレード１・２の接続部直径φ１０ｍｍ〜５０ｍｍ・高さ２ｍｍ〜５０ｍｍ・間隔５０ｍｍ〜２００ｍｍに複数突起列を回転するブレード１・２前縁部表面の気体流体によるはく離泡が発生する遷移点箇所に施し、はく離泡による音を減音させたことを特徴とした請求項１又は２記載の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態。
さらにまた、ブレード１・２の後縁線部を不規則波線状６に施すことで、回転するブレード１・２後縁線部の気体流体による気体流体境界層の気体流体離脱が同時に起こることなく同時気体離脱音発生が抑えられることを特徴とした請求項１・２又は３記載の直径１０ｍ以上プロペラ型風力発電機のブレード形状形態。