JP2017219026A - ブレード平板、それを用いた発電機およびその組み立てキット、送風装置およびその組み立てキット - Google Patents

Abstract

【課題】多重螺旋式構造体を構築するブレード平板、それを用いた発電機およびその組み立てキット、送風装置およびその組み立てキットを提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明のブレード平板１００は、平板部１０１に渦巻き状の切り込み４を有している。そして、平板状のブレード平板１００の状態から、渦巻き状の切り込み４の中心部側を、平板面に対して直交する方向に伸長させた状態とすることで、三次元形状の螺旋ブレードを配置する。この三次元形状の螺旋ブレードは、例えば風力発電装置の風車用の三次元の羽根部材として利用される。
【選択図】 図２

Description

本願発明は、平板ブレード、発電機およびその組み立てキット、送風装置およびその組み立てキットに関する。

例えば風、水等の流体媒体の利用分野として、再生可能エネルギーを利用した発電分野がある。世界的にみても今後期待されている分野の１つに潮流や海流を利用した発電方式があるが、風力発電は再生可能エネルギー発電分野のなかでも代表格であり、種々の提案がなされている（特許文献１、２参照）。風力発電装置は、風車の回転軸方向により水平軸型と垂直軸型に分類できる。

特開２００１−２８９１４９号公報 特開２００８−２２８５７０号公報 特表２００９−５３１２２７号公報 米国特許公開第２０１２／００７６６５６号明細書 特開２０１２−００２０６９号公報 米国特許第９１０３５６７号公報

水平軸型の風力発電機には、例えばプロペラ式等、垂直軸型には例えばジャイロミル式、ダリウス式、サボニウス式等があり、それぞれの既存風力発電機には下記のような課題がある。

水平軸型風力発電機においては、プロペラ式が代表格であり、効率性が良く大型化に向いていることで世界的にみても普及率が一番高い発電様式である。しかしながら、野鳥の衝突によるバードストライク、強風および落雷による羽根部材の破損事故が問題となっており、また、翼先端により発生する風切り音の低周波騒音問題により、プロペラ式風力発電機の利用は、街中や住宅地を避けた郊外に留まっている状況である。さらには、アップウインド方式の風力発電機は風の乱れの影響を受けないが、風向追従するヨー駆動装置を必要とし、他の様式の風力発電機と比べても構造が複雑である点、ヨー駆動装置などの精密装置による故障率が高い点、そのためのメンテナンスが大変である点、さらにまた、羽根部材の製造には金型を必要とし製造コストが高価な点などが挙げられ、全体的にみれば非常にコストのかかる発電様式である。

垂直軸型風力発電機においては、水平軸型と比べ低いコストで製造可能であるが発電効率は低くなる。例えば、サボニウス式は街中に数多く設置されているが周速比が原理上１以下で発電効率が悪く、実際はモニュメントとしての役割しか果たせていない状況である。一方、水平軸型のプロペラ式と同様に、気流により発生する揚力で回転するジャイロミル式は、垂直軸型のなかでも効率は良く風向きに関係なく回転可能であり、風切り音による低周波騒音が発生しないために街中でも利用可能である。しかしながら、起動時には自力で回転することができずに外部電力を要する点、水平軸型のプロペラ式のように翼の角度を調整して回転を停止することができずに強力なブレーキ装置を要する点、また、大型化が不向きな構造である点などが挙げられ、街中の利用も小規模なものに限定されている発電様式である。

既存の風力装置の回転翼においては、立体的に構築された三次元形状のものが主流であり、例えば災害時等の必要なときに三次元形状の回転翼として風力や水力を利用して発電機を稼働することができる発電技術の出現が切望されている。

本発明は、以上の課題に鑑み、多重螺旋式構造体を構築するブレード平板、それを用いた発電機およびその組み立てキット、送風装置およびその組み立てキットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本願発明は、平板部に渦巻き状の切り込みを有し、前記渦巻き状の切り込みの中心部側を伸長させた状態で三次元形状の螺旋ブレードを配置する。

中心部と外周部のいずれか一方または両方をもって伸張することで構築された多重螺旋式構造体の螺旋ブレードは、表面積が大きい有機的な三次元形状を有する。この結果、多重螺旋式構造体の螺旋ブレードを、例えば発電機等の羽根部材に使用すれば、流体媒体である例えば風や水等を容易に捉え、かつ、揚力および抗力を発生させることができる羽根部材を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るブレード平板の上面図である。 図２は、ブレード平板の斜視図であり、ブレード平板の中心部側を伸長させる前の斜視図である。 図３Ａは、ブレード平板の中心部側を伸長させた状態の斜視図である。 図３Ｂは、ブレード平板の中心部側を伸張方向からみた図である。 図４Ａは、図３Ａの状態よりもさらにブレード平板を伸長させた斜視図である。 図４Ｂは、図３Ｂの状態よりもさらにブレード平板を伸張方向からみた図である。 図５は、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。 図６は、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。 図７は、本願発明の実施の一例としての伸張前のブレード平板の上面図である。 図８は、ブレード平板の渦巻き状の切込みのバリエーションの一例を示す図である。 図９は、渦巻き状の切込みのバリエーションの他の一例を示す図である。 図１０は、図９（Ｂ）の平板ブレードの変形例の上面図である。 図１１は、図１０の独立したブレードの上面図である。 図１２は、ブレード平板の渦巻き状の切り込みの形状の変形例を示す図面である。 図１３は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。 図１４は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。 図１５は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。 図１６は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。 図１７は、ブレード平板とそれを支える基台および押さえ部材の平面図である。 図１８は、ブレード平板とそれを支える基台および押さえ部材を組み立てる工程図である。 図１９は、実施形態５に係る他のブレード平板の上面図である。 図２０Ａは、他のブレード平板の斜視図である。 図２０Ｂは、他のブレード平板の伸長状態の斜視図である。 図２０Ｃは、他のブレード平板の伸長状態の上面図である。 図２１は、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。 図２２は、他のブレード部材の実施形態の一例を示す状態図である。 図２３は、ブレード平板に形成されるブレードの枚数と巻数（回転）との関係を示す図である。 図２４は、実施形態６に係る他のブレード平板の説明図である。 図２５は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の側面図である。 図２６は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の背面図である。 図２７は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の斜視図である。 図２８は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の風向に自己追従する範囲を示す斜視図である。 図２９は、本発明の実施の一例を示す羽根部材が可変する風力発電機の可変前の側面図である。 図３０は本発明の実施の一例を示す羽根部材が可変する風力発電機の可変後の側面図である。 図３１は、本願発明の実施の一例を示す２つの羽根部材を有する風力発電機の側面図である。 図３２は、本願発明の実施の一例を示す組立て式風力発電機の正面図である。 図３３は、図３２に記載の組立て式風力発電機の側面図である。 図３４は、本願発明の実施の一例を示す連結型組立て式風力発電機の正面図である。 図３５は、図３４に記載の連結型組立て式風力発電機の側面図である。 図３６は、図３４に記載の連結型組立て式風力発電機の上面図である。 図３７は、本願発明の実施の一例を示す連結型風力および太陽光ハイブリット式発電機の概念的な正面図である。 図３８は、羽根部材が可変する垂直軸型風力発電機の可変前後の状態を示す図である。 図３９は、羽根部材が可変する垂直軸型風力発電機の可変前後の状態を示す図である。 図４０は、本願発明の実施の一例としての浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。 図４１は、本願発明の実施の一例を示す連結型浮揚式発電機の発電本体部の概念的な正面図である。 図４２は、本願発明の実施の一例を示す連結型傾斜式風力発電機の概念的な正面図である。 図４３は、図４２に記載の連結型傾斜式風力発電機の概念的な上面図である。 図４４は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。 図４５Ａは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。 図４５Ｂは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な側面図である。 図４５Ｃは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な上面図である。 図４６は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。 図４７は、本願発明の実施の一例を示す垂直軸型風力発電機の概念的な斜視図である。 図４８は、本願発明の実施の一例としての浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。 図４９は、本願発明の実施の一例を示す連結型浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。 図５０は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。 図５１は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式海流発電機の概念的な斜視図である。 図５２は、本願発明の実施の一例を示す水力発電機の概念的な側面図である。 図５３Ａは、本願発明の実施の一例を示す係留式水力および海流発電機の概念的な側面図である。 図５３Ｂは、伸張前のブレード平板１００の斜視図である。 図５３Ｃは、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。 図５３Ｄは、本願発明の実施の一例を示す係留式潮流および海流発電機の発電時の概念的な側面図および上面図である。 図５３Ｅは、図５３Ｄに示した係留式潮流および海流発電機の引上げ時の概念的な側面図である。 図５４は、本願発明の実施の一例を示す送風装置の概念的な斜視図および正面図である。 図５５は、本願発明にかかる実施例１における風力発電機の羽根部材の翼数における電圧量の統計図である。 図５６は、本願発明にかかる実施例２における風力発電機の羽根部材の伸張差における電圧量の統計図である。 図５７は、本願発明の実施例３における風力発電機の羽根部材の風向における自転角度の統計図である。 図５８は，風洞試験装置を用いて羽根部材を試験した装置の構成図である。 図５９は、試験結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。また、複数の実施形態を組み合わせるようにしてもよい。

（実施形態１）
本願発明にかかる実施形態１におけるブレード平板について説明する。図１は、実施形態１に係るブレード平板の上面図である。図２は、ブレード平板の斜視図である。図３Ａは、ブレード平板の中心部側を伸長させた前の斜視図である。図３Ｂは、ブレード平板の中心部側を伸長させた状態の斜視図である。図３Ｃは、ブレード平板の中心部側を伸張方向からのみた図である。図４Ａは、図３Ｂの状態よりもさらにブレード平板を伸長させた斜視図である。図４Ｂは、図３の状態よりもさらにブレード平板を伸張方向からみた図である。図１に示すように、本実施形態のブレード平板１００は、平板部１０１に渦巻き状の切り込み４を有している。そして、図２に示す平板状のブレード平板１００の状態から、図３（Ａ）に示すように、渦巻き状の切り込み４の中心部側を、平板面に対して直交する方向に伸長させた状態とすることで、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａを配置するものである。この三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａは、例えば風力発電装置の風車用の三次元の羽根部材として利用される。

具体的には、図１に示すように、ブレード平板１００としては、例えば円形の平板部１０１の中心部を中心部１とし、この中心部１の近傍２から伸び、且つ外周部３には接しない渦巻き状の切り込み（以下「切り欠き」ともいう）４が、本実施形態では中心部１を中心に角度（α）＝７２度の間隔で５つ施されている。

切り込み４の外周側端部４ａは、外周部３から内周に向かって５から１０％の範囲で隔てて形成するのが好ましい。また、切り込み４の中心部２側の内周側端部４ｂは、中心部１から外周に向かって５から１０％の範囲で隔てて形成するのが好ましい。

また、ブレード平板１００の切り込み４は、例えば断裁加工やレーザ加工のみで製造することが可能である。

ブレード平板１００の材質としては、特に限定されるものではないが、少なくとも可撓性を備えた材質の材料からなるものであれば、いずれのもであってもよい。特には、樹脂製材料、金属製材料、ゴム製材料、繊維複合材料などを用いると、耐久性が好ましい、

また、形状記憶合金を用いてブレード平板１００を製造するようにしてもよい。これにより、使用時の熱変形により、三次元形状が固定される。例えば、使用時にはドライヤなどの熱を与えることにより、既に記憶させた三次元形状の螺旋ブレード１００を復元させるようにしてもよい。または、三次元形状の螺旋ブレードとしたのち、その三次元形状を保持する例えば接着剤等の固定化材料等を噴射させて、その形状を固定化させて羽根部材として使用するようにしてもよい。

本実施形態のブレード平板によれば、外周を有する２次元の平板を伸張させるだけで三次元の羽根部材として利用することができる。そして、三次元の羽根部材は、流体媒体による自己起動性および自己流向追従性を有し、回転軸方向を限定せずに自転可能で、かつ、回転力を制御できる。また、三次元の羽根部材を用いることにより、低コストで製造および運用が可能な発電機、さらには、多様な気流を有する風を発生させる送風装置を提供することができる。本実施形態のブレード平板により形成される三次元形状の螺旋ブレードを例えば発電機、送風装置、発熱装置の羽根部材として使用すれば、成形用の金型が不要となり低コストの羽根部材を提供することができる。

次に、図２〜図６を参照して平板ブレード１００の使用態様の一例についてさらに説明する。図２は、平板ブレード１００の一例を示す伸張前の状態図である。図３Ａは、平板状態の平板ブレード１００の外周がつくる面に対して中心部１を垂直方向（平板部１０１の平板面に直交する方向）に第１の伸張５をして構築された本実施形態のブレード平板である三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａを示す状態図である。図３Ａ中、符号７は渦巻き状の切込み４が伸張された後のブレードを図示する。図３Ｂは、伸長させた状態で、伸長方向（上下のいずれか一方向）からみたときの図面であり、隣り合うブレード７、７同士は交差していない状態図である。ここで、多重螺旋式構造体の多重螺旋構造とは、伸長させた状態でくびれ部をそなえる多重螺旋である。この多重螺旋は、螺旋のブレード７の角度が最初は緩く、次第にきつくなり、さらに緩くなる構造をいう。

図４Ａは、図３Ａの三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａの状態から、中心部１をさらに垂直方向に第２の伸張６をして構築された三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂを示す状態図である。図４Ａ中、符号８は第２の伸長６により伸張率を上げることで構築されるくびれ形状のくびれ部を図示する。図４Ｂは、伸長させた状態で、伸長方向（上下のいずれか一方向）からみたときの図面であり、隣り合うブレード７、７同士は交差している状態図である。この交差している状態がくびれ部８を形成する。

図５および図６は、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。図５は、伸張前のブレード平板１００の斜視図である。図５に示すように本実施形態のブレード平板１００は、外周部３の周囲に沿って、略お椀形状の湾曲部１０３を備えている。図６は、図５に示すブレード平板１００の中心部１を有する面に対して垂直方向に中心部１を第２の伸張６を施して構築されたくびれ部８を備えた三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂである。外周部３にお椀形状の湾曲部１０３を備えることで、平板より形状維持が強化される。

ここで、本実施形態の平板ブレード１００を伸長させて三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａ、１０２Ｂを配置するには、切り込み４の回転方向にわずかに捻れながら伸張するのが好ましい。回転方向にわずかな捻じれについては、後述する。

このように、中心部１と外周部３のいずれか一方または両方をもって伸張することで構築された本実施形態のブレード平板の螺旋ブレード１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）は、いずれの方向から見ても表面積が大きい有機的な三次元形状を有している。この結果、本実施形態のブレード平板の螺旋ブレード１０２を、例えば発電機等の羽根部材に使用すれば、流体媒体である例えば風や水等を容易に捉え、かつ、揚力および抗力を発生させることができる羽根部材を提供することができる。

また、風速を考慮して中心部１と外周部３の伸張度合いを調整することによって、本実施形態のブレード平板は流体媒体による自己起動性を有し、かつ、回転力を制御することができる。

さらには、本実施形態のブレード平板は伸張するだけで２次元のブレード平板１００から三次元形状の螺旋ブレード１０２を構築することによって、発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、本実施形態本実施形態のブレード平板を運搬時には平板状態で運搬することができ、組立てが容易で、かつ、持ち運びが容易な低コストの発電機および送風装置またはこれらのいずれかの組立てキットの羽根部材を提供することができる。

さらにまた、外周部がお椀状の湾曲形状を有する本実施形態のブレード平板を発電機および送風装置の羽根部材として使用すれば、例えば樹脂板から成る本実施形態のブレード平板であっても外周部には撓みが発生せず、前記外周部材を簡素化することができ、かつ、発電機および送風装置またはこれらのいずれかの組立てキットの軽量化に貢献できる。ただし、本実施形態のブレード平板の材質は樹脂以外にも、例えば金属、炭素繊維または植物繊維さらには樹脂を含むこれらいずれかの組み合わせなども可能であり、本実施形態のブレード平板の材質を限定するものではない。

（実施形態２）
次に、本願発明にかかる実施形態２におけるブレード平板のブレード平板のバリエーションの形状について説明する。図７は、本願発明の実施の一例としての伸張前のブレード平板の上面図である。図７（Ａ）のブレード平板１００は、直線で複数連結されている渦巻き状の切り込み４が５つ施されていると共に、外周部３が円形の羽根部材である。図７（Ｂ）のブレード平板１００は、円の一部および直線の組み合わせで複数連結されている波形状を有する渦巻き状の切り込み４が３つ施されていると共に、外周部３が円形の羽根部材である。図７（Ｃ）のブレード平板１００は、円の一部で複数連結されている渦巻き状の切り込み４が５つ施されていると共に、外周部３が１０角形状の多角形形状を有する羽根部材である。図７（Ｄ）のブレード平板１００は、円の一部で複数連結されている渦巻き状の切り込み４が５つ施されていると共に、外周部３が円の一部および直線の組み合わせで複数連結されている波形状を有する羽根部材である。

これにより、本実施形態のブレード平板１００を用いて三次元形状の螺旋ブレードとした多重螺旋式構造体を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して高効率な切り込み形状を有する羽根部材を提供することができる。

また、例えば、羽根部材の切り込みおよび外周に微細な波形状を施すことによって、回転による騒音を抑制することができる。但し、微細な波形状を施す以外にも、毛のような付属部材などを接続することも可能である。

（実施形態３）
次に、本願発明にかかる実施形態３におけるブレード平板の羽根部材の形状について説明する。図８は、ブレード平板の渦巻き状の切込みのバリエーションの一例を示す図である。図８（Ａ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４が１本の例示である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３の端部４ａから中心部１側にむかって１本の渦が形成され、切り込み４の端部４ｂは中心部１の近傍に配置されている。図８（Ｂ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４が２本の例示である。ブレード平板１００の中心部１を中心として対象の位置の外周部３の２か所の端部４ａから中心部１側にむかって２本の渦が形成され、２つの端部４ｂは中心部１の近傍に配置されている。図８（Ｃ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４が３本の例示である。ブレード平板１００の外周部３の３か所の端部４ａから中心部１側にむかって３本の渦が形成され、３つの端部４ｂは中心部１の近傍に配置されている。図８（Ｄ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４が５本の例示である。ブレード平板１００の外周部３の５か所の端部４ａから中心部１側にむかって５本の渦が形成され、５つの端部４ｂは中心部１の近傍に配置されている。図８（Ｅ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４が１８本の例示である。ブレード平板１００の外周部３の１８か所の端部４ａから中心部１側にむかって１８本の渦が形成され、１８つの端部４ｂは中心部１の近傍に配置されている。図８（Ｆ）のブレード平板１００は、図８（Ｂ）の変形例であり、渦巻き状の切込みをスリット状の２つのくり抜きとした例示である。ブレード平板１００の外周部３の２か所の端部４ａから中心部１側にむかって２本のくり抜かれた切り抜き９の渦が形成され、切り抜き９の渦が形成する２つの端部４ｂは中心部１の近傍２に配置されている。

図９は、渦巻き状の切込みのバリエーションの他の一例を示す図である。図９（Ａ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４の形成により２本のブレード７を形成する例示である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３の端部４ａから中心部１側に向かって渦状の切込み４が形成され、中心部１の近傍に２つの独立した円弧状のブレード端部７ａが配置されている。なお、円弧状のブレード端部７ａには、連結用の孔７ｂが形成されている。図９（Ｂ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４の形成により３本のブレード７とする例示である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３の端部４ａから中心部１側に向かって渦状の切込み４が形成され、中心部１の近傍に３つの独立した円弧状のブレード端部７ａが配置されている。なお、円弧状のブレード端部７ａには、連結用の孔７ｂが形成されている。図９（Ｃ）のブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４の形成により４本のブレード７とする例示である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３の端部４ａから中心部１側に向かって渦状の切込み４が形成され、中心部１の近傍に４つの独立した円弧状のブレード端部７ａが配置されている。なお、円弧状のブレード端部７ａには、連結用の孔７ｂが形成されている。図９（Ｄ）のブレード平板１００は、図９（Ａ）の切込み４がスリットの切り欠き９を設けて、２つのブレード７を形成する例示である。

図１０は、図９（Ｂ）の平板ブレードの変形例の上面図である。図１０に示すように、ブレード平板１００は、渦巻き状の切込み４の形成により、３本の独立したブレード７としている。この結果、ブレード平板１００の切り込み４の外周部３のブレード７の外周側端部７ｃも独立することとなり、この独立した外周側端部７ｃから中心部１側に向かって渦状の切込み４が形成され、中心部１の近傍２に３つの独立した円弧状のブレード端部７ａが配置される。なお、円弧状ブレード端部７ａおよび外周側端部７ｃには、各々連結用の孔７ｂが形成されている。

図１１は、図１０の独立した一片のブレード７の上面図である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３のブレードの端部７ｃが独立しているので、切り離すことができ、単独のブレード７となる。よって、この独立した３つのブレード７を組み合わせることで、図１０の平板ブレードを構築することができる。これにより、３つのブレード７を重ねることでよりコンパクトになる。この結果、重ねた状態で収納することができ、可搬性が向上する。組み立てる際には、端部７ｃの孔７ｂにピン等の固定部材で基部に固定し、円弧状のブレード端部７ａの孔７ｂをピンなどの保持部材により保持する。そして、この保持部材を引き上げることで、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａ、１０２Ｂを構築することができる。

図１２は、ブレード平板の渦巻き状の切り込みの形状の変形例を示す図面である。図１２（Ａ）から（Ｅ）のブレード平板１００は、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている渦巻き状の切り込み４が５つ施されていると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。

図１２（Ｆ）のブレード平板１００は、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている渦巻き状の切り込み４が２つ施されていると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。

図１２（Ｇ）のブレード平板１００は、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている渦巻き状の切り込み４が３つ施されていると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。

図１２（Ｈ）から（Ｋ）のブレード平板１００は、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている切り抜き９部分を有する渦巻き状の切り込み４が３つ施されていると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。なお、図１２（Ｈ）から（Ｋ）のブレード平板１００は、外周部３の縁に沿って、切り込み４を有する羽根部材である。

図１３は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）のブレード平板１００は、図１２（Ｂ）のブレード平板の変形例であり、例えばネジなどの固定部材を通す２以上の孔１１と、この孔１１同士をネジなどで結合させるための切り込み１２を有する羽根部材である。この切り込み１２を用いて、孔１１同士を結合させるだけで、積極的な伸張による変形以外に、ブレード平板が可撓性を備えていることにより、局部の変形が可能となり、三次元形状の螺旋ブレード１０２を構築することができる。これの自己変形により、羽根部材の回転効率を向上させることができる。

図１４は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。図１４（Ａ）のブレード平板１００は、図９（Ａ）のブレード平板１００の変形例であり、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている渦巻き状の切り込み４が２つ施されてブレード７を形成していると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。図１４（Ｂ）から（Ｃ）のブレード平板１００は、図９（Ｂ）のブレード平板１００の変形例であり、円の一部および直線さらには相似縮小した外周形状の一部の組み合わせで複数連結されている渦巻き状の切り込み４が３つ施されてブレード７を形成していると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。

図１５は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。図１５に示すブレード平板１００は、円弧状の切り込み４が２つ施されて１本のブレード７を形成していると共に、外周部３が円形状を有する羽根部材である。図１５中、破線状態の切込み４は、ブレード平板１００の使用開始前であり、実線は、ブレード平板１００を使用する際に、中心部２を垂直方向に伸長させて、ブレード７を自己交差させて、くびれ部８を形成させて三次元形状の螺旋ブレード１０２を構築することができる。図１６は、渦巻き状の切り込みの形状の他の変形例を示す図面である。図１６（Ａ）のブレード平板１００は、外周部３が真円の円形ではなく、渦巻き状の切り込み４の端部７ｃが外周部３の一部を構成しており、伸長させる際には、端部７ｃに形成された孔７ｂに対して固定部材を用いて固定し、その固定した状態で伸長することで、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａ、１０２Ｂを配置するものである。なお、図１６（Ｂ）の中心部２の破線は保持部を図示する。

これにより、本実施形態のブレード平板１００を用いて三次元形状の螺旋ブレードとした多重螺旋式構造体を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して高効率な切り込み形状を有する羽根部材を提供することができる。

（実施形態４）
次に、本願発明にかかる実施形態４におけるブレード平板の羽根部材の使用例について説明する。図１７はブレード平板とそれを支える基台および押さえ部材の平面図である。図１７（Ａ）は、渦巻き状の切り込み４が４つ形成されたブレード平板１００であり、図１７（Ｂ）は、そのブレード平板１００を支える基台２０であり、図１７（Ｃ）は、基台２０の上にブレード平板１００を載せた後に、ブレード平板１００の上面側周囲をおさえるくり抜かれた空間部２１ａを有する環状の押さえ部材２１である。図１７（Ａ）のブレード平板１００の中心部には孔１００ａが形成されている。また、図１７（Ｂ）の基台２０の中心部には孔２０ａが形成されている。

図１８はブレード平板とそれを支える基台および押さえ部材を組み立てる工程図である。図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）から（Ｃ）の各部材を組み合わせた状態の平面図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の状態から軸体２５を用い、基台２０の孔２０ａに軸体２５を通し、次いでブレード平板１００の中心部１に形成された孔１００ａに軸体２５の先端を固定させている。そして、この固定した状態で基台２０の平面と直交する方向に第１の伸長５をさせて、図１８（Ｃ）に示すように、三次元形状の螺旋ブレード１０２を形成する。この三次元形状の螺旋ブレード１０２は、発電機または送風装置の水平型の羽根部材として使用することができる。

これにより、本実施形態のブレード平板を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して高効率な切り込み形状を有する羽根部材を提供することができる。

（実施形態５）
次に、本願発明にかかる実施形態５におけるブレード平板の羽根部材の使用例について説明する。図１９は、実施形態５に係る他のブレード平板の上面図である。図２０は、他のブレード平板の斜視図および上面図である。図１９は、実施形態５に係るブレード平板の伸張前の状態図である。図２０Ａから図２０Ｃは、他のブレード平板の斜視図であり、ブレード平板が伸張により変形することを示す図である。図２０Ａは、他のブレード平板の斜視図である。図２０Ｂは、他のブレード平板の伸長状態の斜視図である。図２０Ｃは、他のブレード平板の伸長状態の上面図である。図２０Ｂは、ブレード平板の中心部側を保持した状態で伸長させた状態の斜視図であり、図２０Ｃは、この伸長状態の上面図である。

図１９に示すように、本実施形態のブレード平板１００は、平板部１０１に渦巻き状の切り込み４を有している。図１９に示すように、渦巻き状の切込み４の形成により４本のブレード７とする例示である。ブレード平板１００の切り込み４の外周部３の端部４ａから中心部１側に向かって渦状の切込み４が形成され、中心部１の近傍２に４つの独立した円弧状のブレード端部７ａが配置されている。そして、図２０Ａに示す平板状のブレード平板１００の状態から、ブレード７を各々一捻りさせてブレード裏面を天井側にむけてその中心部において、図示しない保持部材により保持し、平板面に対して直交する方向に伸長させた状態とすることで、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃを配置するものである。この三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃは、例えば風力発電装置の風車用の垂直型の三次元の羽根部材として利用される。

具体的には、図１９に示すように、例えば円形の平板部１０１の中心部を中心部１とし、この中心部の近傍２から伸び、且つ外周部３には接しない渦巻き状の切り込み４が、中心部１を中心に角度（α）＝７２度の間隔で５つ施されている。

なお、切り込み４の外周部３の端部４ａは、外周部３から内周に向かって５から１０％の範囲で隔てて形成するのが好ましい。また、切り込み４の中心部２側の端部４ｂは、中心部１から外周に向かって５から１０％の範囲で隔てて形成するのが好ましい。

また、ブレード平板１００の切り込み４は、例えば断裁加工やレーザ加工のみで製造することが可能である。

図２１は、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。また、図２１（Ａ）に示すように、伸張前のブレード平板１００の外周部３の周囲に沿って、略お椀形状の湾曲部１０３を備えている。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示すブレード平板１００の各ブレード７を一本毎に一捻りさせ、中心部１で保持し、その保持した状態で垂直方向に第１の伸張５をして構築された三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃである。外周部３にお椀形状の湾曲部１０３を備えることで、平板より形状維持が強化される。

図２２は、他のブレード部材の実施形態の一例を示す状態図である。図２２（Ａ）は、図１９で示した渦巻き状の切込み４の形成により４本のブレード７を有したブレード平板１００を用いて、前述した図１７（Ｂ）、（Ｃ）に示す基台２０および押さえ部材２１により挟み、組み合わせた工程を示す状態図である。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）の状態から軸体２５を用いて、１本のブレード７の独立した円弧状のブレード端部７ａに形成された孔７ｂに、軸体２５の先端を固定させている。図２２（Ｃ）は、軸体２５を保持する保持部材を用いて固定する一例であり、軸体２５の先端を保持部材である上留め具２６ａ、下留め具２６ｂで固定している。この固定の際、ブレード７を反転させて捻り、ブレード裏面が天井面となる。すなわち、ブレード７を伸長させた状態で、一方向からみたとき、ブレード表裏面が露出していることとなる。図２２（Ｄ）は、４本のブレード７を一捻りした状態で固定させている状態図である。図２２（Ｅ）は、４本のブレード７を一捻りした状態で軸体２５の先端部に固定させて、三次元形状の螺旋ブレード１０２を形成する。この三次元形状の螺旋ブレード１０２は、発電機または送風装置の垂直型の羽根部材として使用することができる。

図２３は、ブレード平板に形成されるブレードの枚数と巻数（回転）との関係を示す図である。図２３に示すように、ブレードの枚数が３枚と４枚の場合、巻き数（回転）を３／４回転、１回転１と１／４回転、１と１／２回転、１と３／４回転した場合に形成さる三次元形状の螺旋ブレードの状態図である。図２３に示すように、回転をかける（捻る）ことにより三次元形状の螺旋ブレードがより複雑となることが判明する。

図２３は、さらに、ブレードの枚数と巻き数（回転）との関係を示す。図２３は、ブレードの枚数が３枚と４枚と５枚と６枚の場合、巻数（回転）を３／４回転、７／８回転、１回転１と１／８回転、１回転１と１／４回転、１回転１と３／８回転、１と１／２回転、１回転１と５／８回転、１と３／４回転した場合に形成さる三次元形状の螺旋ブレードの状態を示す。図２３は、翼数が３、４、５の場合における、ブレード平板の上面図と斜視図との関係を示す。

これにより、本実施形態のブレード平板を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して高効率な切り込み形状を有する羽根部材を提供することができる。

（実施形態６）
次に、本願発明にかかる実施形態６におけるブレード平板の羽根部材の使用例について説明する。図２４は、実施形態６に係る他のブレード平板の説明図である。図２４（Ａ）は、実施形態６に係るブレード平板の上面図であり、伸張前の状態図であり、図８（Ｅ）のブレード平板１００である。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）の状態のブレード平板１００を真上に第１の伸張５および第２の伸長６を行い、変形させて、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂを構築したものである。この三次元形状の螺旋ブレード１０２は、発電機または送風装置の水平型の羽根部材として使用することができる。

これに対して、図２４（Ｃ）は、図２４（Ａ）の状態のブレード平板１００を切込み４を形成した渦方向に対して逆捻りを施し真上に第１の伸長５を行い、変形させて、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｄを構築したものである。この三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｄは、発電機または送風装置の垂直型の羽根部材として使用することができる。

これにより、本実施形態のブレード平板１００を用いて三次元形状の螺旋ブレードとした多重螺旋式構造体を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して高効率な切り込み形状を有する羽根部材を提供することができる。

（実施の形態７）
次に、本発明にかかる実施の形態７におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図２５は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の側面図である。図２６は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の背面図である。符号３０は反時計回りの切り込みが施された本例の三次元形状の螺旋ブレード１０２による羽根部材、３１は羽根部材３０の形状を維持するための軸体、３２は羽根部材３０と回転可能に接続され、かつ、羽根部材３０の回転軸上に沿って摺動可能な中心部材、３３は羽根部材３０および軸体３１と強固に接続されている外周部材、３４は羽根部材３０の回転を制御するための回転速度制御部材、Ａは本例のブレード平板による羽根部材３０、軸体３１および中心部材３２を含む風車部、３５は発電機、Ｂは回転速度制部材３４および発電機３５が内蔵されている発電部、３６は風車部Ｄおよび発電部Ｂを固定するための支持構造体、３７は台座３８に固定される支柱、３９は軸体３１と回転自在に接続されている回転部材、４０は支持構造体３６を回転自在に支持する支持用回転部材、Ｃは支持構造体３５、支柱３６、回転部材３９、支持用回転部材４０からなる支持部材を各々図示している。

本実施形態の風力発電機は、風車部Ａと発電部Ｂと指示部材Ｃとからなり、これにより、流体媒体（例えば風）によって羽根部材３０が回転することで発生する回転力を軸体３１に伝えることで発電部Ｂから発電電力が得られる。

また、羽根部材３０は分解可能であって、平板状態にして積載することで容易に保管ができる。

さらには、羽根部材３０、軸体３１、中心部材３２および外周部材３３を強固に接続させることによって、回転により発生する風車部Ａの振動を抑制することができる。

図２７は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の斜視図である。図２７に示すように、風向４１に対して羽根部材３０が同図に示す回転方向４２に回転することを示している。但し、羽根部材３０の切り込み方向が逆向きの場合には回転方向も逆向きとなる。

これにより、羽根部材３０は表面積が大きく高い視認性を有することによって、野鳥の衝突を防止する。すなわち、バードストライク問題を解消して環境にも配慮することができる。

また、羽根部材３０には翼先端がないことによって、回転による翼先端の風切り音が発生しない。すなわち、風切り音による騒音問題を解消して街中および住宅地にも設置することができる。

図２８は、本発明の実施の一例を示す風力発電機の風向に自己追従する範囲を示す斜視図である。図２８中、符号４２は切り込み方向を限定しない羽根部材、４３は羽根部材４２の回転方向、４４は羽根部材４２の回転軸、４５は前記回転軸上に定めた基点、４６は風向４１に対する羽根部材４２の自己追従範囲を示している。なお、風向４１は回転軸４４の軸線上に沿って流れている。

これにより、羽根部材４２は、回転軸４４の軸線上を０度として基点４５を軸に左右０から４５度未満の範囲で自転可能に自己追従することができる。

また、例えば、風向４１に対して羽根部材４２がいずれの方向を向いている状態であっても、羽根部材４２および外周部材３３が風向４１より風を受けることによって、支持用回転部材４０が回転して羽根部材４２は回転しながら同図に示す方向に向くことができる。

さらには、羽根部材４２の自己追従する最適な角度は風速によって異なり、同図に示す自己追従範囲４６のいずれかである。

さらにまた、例えば、羽根部材４２に弾性の特性を有する素材を使用すれば、強風や突風などにより強い風圧が生じた場合であっても、羽根部材４２がバネ材のように瞬時に伸縮して翼面にかかる抵抗を分散または拡散させることによって、羽根部材４２の破損を容易に防止することができる。但し、前記弾性以外にも、塑性、可塑性または形状記憶性などの特性を有する素材も使用可能である。

（実施の形態８）
次に、本発明にかかる実施の形態８におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図２９は、本発明の実施の一例を示す羽根部材が可変する風力発電機の可変前の側面図である。図２９中、符号３０は反時計回りの切り込みが施された本例のブレード平板による羽根部材、３１は羽根部材３０の形状を維持するための軸体、４３は雌ねじ部を有する中心部材、４４は回転部材、４５は雄ねじ部を有するスクリュー棒、４６は羽根部材３０および軸体３１と強固に接続されている外周部材、４７は羽根部材３０の回転を制御するための回転速度制御部材、３５は発電機、３６は支持構造体、支柱３７は台座３８に固定されており、４０は支持構造体３６を左右のいずれにも回転自在に支持する支持用回転部材、４８はスクリュー棒４５を回転させて中心部材４３を羽根部材３０の回転軸上に沿って移動させるためのモーター、４９は中心部材４３の伸縮に連動して伸縮する保護部材を示している。

図３０は本発明の実施の一例を示す羽根部材が可変する風力発電機の可変後の側面図である。このように、中心部材４３を同図に示す伸張方向５０に移動して羽根部材３０の形状を可変させることによって、風速に対して回転力を制御できる。すなわち、強風時でも安全に発電電力を発生させることができる。

さらにまた、図３０に示すように中心部材４３を伸張方向５０にさらに移動させて羽根部材３０の伸張率を０％にすることによって、流体媒体による回転を静止することができる。

（実施形態９）
次に、本願発明にかかる実施形態９におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図３１は、本願発明の実施の一例を示す２つの羽根部材を有する風力発電機の側面図である。図３１中、符号Ｄは、２つの羽根部材３０が同図に示すような向きで配置されている風車部、３１はそれぞれの羽根部材３０の回転軸上を中心軸とする軸体、３２は羽根部材３０と回転可能に接続され、かつ、羽根部材３０の回転軸上に沿って摺動可能な中心部材、３３は羽根部材３０および軸体３１と強固に接続されている外周部材、５２は外周部材３３と強固に接続されている羽根部用固定部材、３４は羽根部材３０の回転を制御するための回転速度制御部材、３５は２つの軸体３１と接続されているローターおよびステーターの回転により発電する発電機、５５は支持部材、支柱５６は台座５７に固定されており、５８は軸体３１と回転自在に接続されている回転部材、５９は支持部材５５を回転自在に支持する支持用回転部材を各々図示する。そして、風向４１より風を受けることによって、風車部Ｄが同図に示す向きに自己追従し、それぞれの羽根部材３０が同図に示す回転方向（６１および６２）に回転することを示している。

これにより、本実施形態の２つのブレード平板を風力発電機の羽根部材として同図に示すように配置させることによって、それぞれの羽根部材３０，３０が回転することで発生する回転力をそれぞれに接続されている軸体３５に伝えることができ、羽根部材が１つの発電機に比べてより多くの発電電力を発生させることができる。但し、羽根部材は２枚以外にも、４枚、６枚、８枚など偶数枚で複数配置させることも可能であり、羽根部材の数を限定するものではない。

また、羽根部用固定部材５２を備えることによって、風により発生する自励振動による羽根部の疲労破壊および台風などの強風さらには乱流や突風による羽根部の破損を防ぐことができ、より安全性の高い羽根部材を提供することができる。

さらには、例えば発電機３５に隣接して発熱装置を備えれば、風車部Ｄより発生した回転エネルギーを熱エネルギーに変換して油および溶融塩などの熱媒体を使用して台座５７に設置された蓄熱槽に貯蓄し熱交換器で蒸気を発生させ蒸気タービン発電機により発電することができ、風力発電および熱発電を複合した風力熱蓄積式の発電機の羽根部材を提供することができる。

（実施形態１０）
次に、本願発明にかかる実施形態１０におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図３２は、本願発明の実施の一例を示す組立て式風力発電機の正面図である。図３３は、図３２に記載の組立て式風力発電機の側面図である。図３２および図３３中、符号Ｄは図３１に示す発電部、６３はパイプ形状の連結支持部材、６４は複数の連結支持部材６３と強固に接続させて連結支持構造体Ｅを構成するためのパイプ形状の連結支持部材、６５は連結支持部材６４の接続口を保護する保護部材を示している。なお、連結支持構造体Ｅは自立可能な構造としている。

これにより、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として使用すれば、羽根部材を平板状態で運搬できることによって、コンパクトで持ち運びが可能な組立てキット式の風力発電機の羽根部材を提供することができる。

（実施形態１１）
次に、本願発明にかかる実施形態１１におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図３４は、本願発明の実施の一例を示す連結型組立て式風力発電機の正面図である。図３５は、図３４に記載の連結型組立て式風力発電機の側面図である。図３６は、図３４に記載の連結型組立て式風力発電機の上面図である。図３４から図３６に示す図は、複数の連結支持部材６３、６４を組み合わせた連結支持構造体Ｆと、図３２および３３に記載の組立て式の風車部Ｄを複数連結したものである。図３４中、符号６６は連結支持部材６４に接続された連結支持構造体Ｆをワイヤー６７により強固に補強および固定するための補強部材を示している。但し、ワイヤー６７は同図に示すように、複数の補強部材６６同士と接続させて連結支持構造体Ｆを補強するだけではなく、例えば、杭または重しなどと接続させて連結支持構造体Ｆを固定することも可能であり、補強および固定する方法を限定するものではない。

これにより、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として複数連結させることによって、必要な電力量に合わせて発電量を調整できる連結型組立て式風力発電機の羽根部材を提供することができる。

また、複数の連結支持部材６３、６４を多用することにより連結支持構造体Ｆを構築することができ、例えば、隣接した複数の建築物の壁面部と接続させて発電可能な連結支持構造体を構築すれば、既存の風力発電機のようなタワーおよび台座が不要となり、建物が密集した街中などの設置が困難な場所であっても本実施形態のブレード平板の羽根部材を使用した風力発電機を提供することができる。但し、建築物でなくても、岩場および建造物さらにはこれらの組み合わせなども可能であって、前記連結支持構造体と接続するものを限定するものではない。

（実施形態１２）
次に、本願発明にかかる実施形態１２におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図３７は、本願発明の実施の一例を示す連結型風力および太陽光ハイブリット式発電機の概念的な正面図である。符号Ａは、図２５および図２６に記載の風力発電機であって、風力発電機Ａの羽根部材の面上には、図示しないが、例えば曲面加工が可能な有機薄膜式太陽光電池を備えており、図３７に示すように前記風力発電機を横３列に並列配置させ、さらに、前記並列配置された３つの前記風力発電機を縦２列に縦列配置させたものである。符号６８は、これらを効果的に発電させるために適切な間隔で連結させるための連結支持部材を示している。但し、前記有機薄膜式太陽光電池以外にも、無機系および化合物系の太陽光電池なども曲面加工が可能である。

このように、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として複数連結させることによって、大型の羽根部材を有する風力発電機の設置が困難な場所であっても大量の発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。

これにより、例えば、無風時には太陽光より発電し夜間時には風より発電することによって、既存の風力発電機に比べ安定的に発電電力を発生させることができ、かつ、太陽光および風より同時に発電すればより多くの発電電力を発生させることができる。但し、無風時または夜間時以外にも、日中または雨天時などの様々な天候の状況下においても発電可能であって天候状況を限定するものではない。

（実施形態１３）
次に、本願発明にかかる実施形態１３におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図３８、３９は、羽根部材が可変する垂直軸型風力発電機の可変前後の状態を示す図である。羽根部材３０を閉じて平板状とすることで、風の抵抗をうけない風車とすることができる。図３８は、羽根部材が可変する垂直軸型風力発電機の可変後の正面図である。図３９は、羽根部材が可変する垂直軸型風力発電機の可変前の正面図である。本実施形態の風車部は、どの方向からの風向きでも発電することが可能である。なお、暴風時には、図３９に示すように、羽根部材を閉じることにより、破損を回避することが可能となる。本実施形態では、ブレーキ装置が不要で、コスト削減とブレーキ装置の発火などを回避することができ、安全である。

（実施形態１４）
次に、本願発明にかかる実施形態１４におけるブレード平板を羽根部材に使用した流体媒体による発電機について説明する。図４０は、本願発明の実施の一例としての浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。図４０中、符号３０Ａは中心部１の近傍２から反時計回りに伸びる前記外周部３には接しない切り込みが施された本実施形態のブレード平板による羽根部材、３０Ｂは中心部１の近傍２から時計回りに伸びる外周部３には接しない切り込みが施された本実施形態のブレード平板による羽根部材である。符号７１は効果的に発電させるために羽根部材３０Ａ、３０Ｂを適切な間隔で配置させるための連結支持部材、７２は発電機７３のローター側に接続されている軸体、７４は発電機７３のステーター側に接続されている管状の軸体、７５は接続部材、７６は接続部材７５を有する発電本体部Ｇと浮揚部材とをつなぐための強度を有するケーブル、７７は発電機７３に接続されている配線、７８は丈夫な電力ケーブル、７９は外周部材、８０は回転部材、８１は配線７７に流れる発電電力を電力ケーブル７８に伝導させるためのコミュテーターを示している。なお、発電本体部Ｇは少なくとも防錆性、防水性、気密性もしくは耐圧性またはこれらの組み合わせの特性を有する。

このように、本実施形態のブレード平板を発電機の羽根部材として使用することによって、流体媒体により羽根部材３０Ａ、３０Ｂが同図に示す矢印方向にそれぞれ回転することで発生する回転力を発電機７３のローター側およびステーター側のそれぞれに接続されている軸体７２、７４に伝えることで発電電力が得られる。

また、本実施形態のブレード平板を浮揚式発電機の羽根部材として使用すれば、浮揚部材により前記浮揚式発電機を空中に浮揚させるとこによって上空でも風向に関係なく発電することができ、上空の強くて継続的な風を得ることができ、地上付近に設置した従来の風力発電機よりも高効率な発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。

さらには、発電本体部Ｇは気体を内蔵させる機能を有することによって海中でも利用可能となり、海流を利用すれば風よりも強くて安定的なエネルギーを得ることができ、風力発電機よりも高効率な発電電力を発生させることができる。

（実施形態１５）
次に、本願発明にかかる実施形態１５におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４１は、本願発明の実施の一例を示す連結型浮揚式発電機の発電本体部の概念的な正面図である。３つの発電本体部Ｇを縦列に連結したものを示しており、前記連結型浮揚式発電機は浮揚部材と接続可能であって、複数の発電本体部Ｇの発電機７３より発生した発電電力を電力ケーブル８２へ伝達可能に構成されている。なお、前記連結型浮揚式発電機は少なくとも防錆性、防水性、気密性もしくは耐圧性またはこれらの組み合わせの特性を有する。

これにより、本実施形態のブレード平板を連結型浮揚式発電機の羽根部材として使用すれば、複数の連結支持部材７１を組み合わせることによって、連結凧式に発電本体部Ｇを複数連結することができ、前記連結型浮揚式発電機を浮揚部材と組み合わせることで上空の風より大出量の発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。

また、前記連結型浮揚式発電機は気体を内蔵させる機能を有することによって海中でも利用可能となり、海流より大出量の発電電力を発生させることができる。

（実施形態１６）
次に、本願発明にかかる実施形態１６におけるブレード平板を羽根部材に使用した連結型傾斜式風力発電機について説明する。図４２は、本願発明の実施の一例を示す連結型傾斜式風力発電機の概念的な正面図である。図４３は、図４２に記載の連結型傾斜式風力発電機の概念的な上面図である。図４２に示すように、電力ケーブル８３と接続されている４つの発電本体部Ｇを鉛直方向に設置されたタワー８４の上部より４５度傾斜させ、かつ、タワー８４の中心を基点とし９０度ずつ回転させて配置したものである。図４２中、符号８５は避雷針、８６はそれぞれの発電本体Ｇより発電された発電電力を一括して制御するインバーター、８７は台座、８８は発電本体部Ｇの傾斜角度を維持するための発電機本体用固定部材、８９は発電本体部Ｇと発電機本体用固定部材８８をつなぐケーブルを各々図示する。但し、配置する発電本体部Ｇの傾斜角度は４５度以外でも可能であって、タワーの高さを考慮した避雷針の保護角の範囲内である。

これにより、本実施形態のブレード平板を連結型傾斜式風力発電機の羽根部材として使用すれば、複数の発電本体部Ｇを連結することができ、大型の羽根部材を有する風力発電機の設置が困難な場所であっても大量の発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。好ましくは、タワー８４の上部に配置された複数の発電本体部Ｇと接続された電力ケーブル８３の数は、３以上、４以上、５以上、６以上または７以上のいずれかであり、２０以下、１６以下、１２以下、１０以下、９以下または８以下のいずれかである。

（実施形態１７）
次に、本願発明にかかる実施形態１７におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４４は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。浮揚部材９０は接続部材７５を介して発電本体部Ｇと接続されている。図４４中、符号９１は電力ケーブル７８を巻き取るための巻取り部材、９２は巻取り部材９１と水平面に沿って回転可能に接続されている台座、２６は風向、Ｈは車両を示している。

これにより、本実施形態のブレード平板を浮揚式風力発電機の羽根部材として使用すれば、同図に示すように風向２６に対して羽根部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ異なる方向に回転することによって、羽根部材３０Ａ、３０Ｂの回転による慣性力を相殺することができ、発電本体部Ｇの回転による電力ケーブル７８のよじれを防ぎ、かつ、羽根部材が１つに比べより多くの発電電力を発生させることができる。

また、上空の風を受ける発電本体部Ｇの動きに対して、巻取り部材９１が連動して水平面に沿って回転することによって、電力ケーブル７８のよじれを防ぐことができる。

さらには、電力ケーブル７８を巻き取ることで、発電本体部Ｇおよび浮揚部材９０を地上に設置させることが可能となり、例えば、台風および雷雨の悪天候による故障および破損を防ぎ、かつ、メンテナンスも容易に行なうことができる。但し、台風および雷雨以外にも、寒波、熱波およびスコールさらには暴風などの悪天候の状況下であっても地上に設置することができ、気象状況を限定するものではない。

さらにまた、車両Ｈに巻取り部材９１および台座９２を備えることによって、既存の風力発電機のような基礎部は不要となり設置コストを削減することができ、かつ、移動可能となることで、災害による電力不足時または停電時においても災害地にて発電および電力供給を行なうことができ、発電場所を限定しない移動式の浮揚式風力発電機の羽根部材を提供することができる。但し、災害地以外にも、停電地域、山岳地帯、仮設住宅地および難民キャンプ地さらには野外イベント場などの電力網のない場所や厳しい環境下などでも移動して現場にて電気を供給することができ、発電する場所を限定するものではない。

さらにまた、高高度に吹く強風のジェット気流を利用すれば高効率に発電可能であって、複数の発電本体部Ｇを連結させれば、発電量に対するコストを削減することができる。

さらにまた、図４４において、浮揚部材９０の面上には、図示しないが、例えば曲面加工が可能な有機薄膜式太陽光電池を備えれば、風力および太陽光によるハイブリット発電が可能となる。但し、前記有機薄膜式太陽光電池以外にも、無機系および化合物系の太陽光電池なども曲面加工が可能である。

（実施形態１８）
次に、本願発明にかかる実施形態１７におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４５は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。図４５Ａは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。図４５Ｂは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な側面図である。図４５Ｃは、羽根部材を複数有する切頂二十面体型の浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な上面図である。図４５Ａ〜図４５Ｃに示すように、羽根部材３０および発電機Ａを有する発電本体部Ｈは、支持部材形状が２０個の六角形と１２個の五角形からなる切頂二十面体から成るバックミンスターフラーレン構造である。上下左右関係なく、全方向の風が利用可能である。しかも、乱流でも発電可能となる。複数の切り込み方向が異なる羽根部材３０を有し、風により羽根部材が回転する際に回転慣性力を相殺して、電気ケーブル７８の捻れを防ぐ。すなわち、図４５Ｃに示すように、風向２６に対して、発電機Ａはいずれかの風向追従方向２６Ａで静止する。なお、２０個の六角形と１２個の五角形をそれぞれ１枠として、合計３２個の羽根部材３０および発電機Ａを有することも可能である。

（実施形態１９）
次に、本願発明にかかる実施形態１９におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４６は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。図４６に示すように、切頂二十面体型の発電本体部Ｈは、実施形態１７と同様に、浮揚部材９０を備えており、９０は接続部材７５を介して発電本体部Ｈと接続されている。図４６中、符号９１は電力ケーブル７８を巻き取るための巻取り部材、９２は巻取り部材９１と水平面に沿って回転可能に接続されている台座、２６は風向、Ｈは車両を示している。

（実施形態２０）
次に、本願発明にかかる実施形態２０におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４７は、本願発明の実施の一例を示す垂直軸型風力発電機の概念的な斜視図である。図１９および図２０に示す三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃによる羽根部材が、この形状を維持するための軸体３１に保持されている。３４は羽根部材の回転を制御するための回転速度制御部材、３５は発電機、３７は台座３８に固定される支柱、３９は軸体３１と回転自在に接続されている回転部材を各々図示している。

本実施形態の風力発電機は、三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃによる羽根部材を備えた垂直型の風車部Ｍとしているので、流体媒体（例えば風）によって羽根部材が回転することで発生する回転力を軸体３１に伝えることで発電機３５から発電電力が得られる。

（実施形態２１）
次に、本願発明にかかる実施形態２１におけるブレード平板を羽根部材に使用した流体媒体による発電機について説明する。図４８は、本願発明の実施の一例としての浮揚式発電機の発電本体部を示す概念的な正面図である。前述した実施形態１４と同様に、反時計回りに回転するブレード７を連結して三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃとした羽根部材Ｍ−１と、Ｍ−１を回転軸上に沿って反転させたＭ−２とを連結部材で連結している。符号７１は効果的に発電させるために羽根部材Ｍ−１、Ｍ−２を適切な間隔で配置させるための連結支持部材、７２は発電機７３のローター側に接続されている軸体、７４は発電機７３のステーター側に接続されている軸体、７５は接続部材、７６は接続部材７５を有する発電本体部Ｍと浮揚部材とをつなぐための丈夫なケーブル、７７は発電機７３に接続されている配線、７８は丈夫な電力ケーブル、７９は外周部材、８０は回転部材、８１は配線７７に流れる発電電力を電力ケーブル７８に伝導させるためのコミュテーターを示している。

このように、本実施形態の三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃのブレード平板を羽根部材Ｍ−１、Ｍ−２として使用して、発電本体部Ｎとすることによって、流体媒体により羽根部材Ｍ−１、Ｍ−２が同図に示す矢印方向にそれぞれ回転することで発生する回転力を発電機７３のローター側およびステーター側のそれぞれに接続されている軸体７２、７４に伝えることで発電電力が得られる。

（実施形態２２）
次に、本願発明にかかる実施形態２２におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図４９は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。図４９は、本願発明の実施の一例を示す連結型浮揚式発電機の発電本体部の概念的な正面図である。図４８の３つの発電本体部Ｎを縦列に連結したものを示しており、前記連結型浮揚式発電機は浮揚部材と接続可能であって、複数の発電本体部Ｎの発電機７３より発生した発電電力を電力ケーブル８２へ伝達可能に構成されている。なお、前記連結型浮揚式発電機は少なくとも防錆性、防水性、気密性もしくは耐圧性またはこれらの組み合わせの特性を有する。

これにより、本実施形態のブレード平板を連結型浮揚式発電機の羽根部材として使用すれば、複数の連結支持部材７１を組み合わせることによって、連結凧式に発電本体部Ｎを複数連結することができ、前記連結型浮揚式発電機を浮揚部材と組み合わせることで上空の風より大出量の発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。

（実施形態２３）
次に、本願発明にかかる実施形態２３におけるブレード平板を羽根部材に使用した風力発電機について説明する。図５０は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式風力発電機の概念的な斜視図である。浮揚部材９０は接続部材７５を介して発電本体部Ｎと接続されている。図５０中、符号９１は電力ケーブル７８を巻き取るための巻取り部材、９２は巻取り部材９１と水平面に沿って回転可能に接続されている台座、２６は風向、Ｈは車両を示している。

（実施形態２４）
次に、本願発明にかかる実施形態２４におけるブレード平板を羽根部材に使用した海流発電機について説明する。図５１は、本願発明の実施の一例を示す浮揚式海流発電機の概念的な斜視図である。図５１に示すように、反時計回りの羽根部材３０Ａ、時計回りの羽根部材３０Ｂが海流９６に対して並列に配置されている。９７は海流９６に対して羽根部材３０Ａ、３０Ｂを自転可能に追従させるためのキール、９８は浮揚部材、９９は発電機、１００は海流９６より発電した電力を送電するための丈夫な電力ケーブル、Ｏは発電本体部を図示している。なお、浮揚部材９８には気体が内蔵されており、電力ケーブル１００はアンカー１０１と強固に接続されている。

これにより、本実施形態のブレード平板を海流発電機の羽根部材として使用することによって、図５１に示すように海流９６に対して羽根部材３０Ａ、３０Ｂの回転による慣性力を相殺することができ、発電本体部Ｏの回転による電力ケーブル１００のねじれを防ぐことが可能な羽根部材を提供することができる。また、例えば、海底電力ケーブルと組み合わせることによって、発電した電力を地上まで送電することができ海流より安定的で、かつ、大出量の発電電力を提供することができる。

さらには、例えば、蓄電池を備えた少なくとも１つのフロートと組み合わせることにより、浮揚部材９８の浮力を調整して発電本体部Ｏを海上に引き揚げることでき、容易にメンテナンスを行なうことができる。但し、海上への引き揚げは、浮揚部材９８の浮力を調整する以外にも、フロートに巻取り部材９１を備えて発電本体部Ｏを接続したワイヤーで海上に引き揚げることも可能であり、海上に引き揚げる手段を限定するものではない。

さらにまた、船舶を利用すれば、蓄電された蓄電池を陸上へ運搬することができ、海底電力ケーブルが不要となり送電網のコストを削減することができる。

（実施形態２５）
次に、本願発明にかかる実施形態１９におけるブレード平板を羽根部材に使用した水力発電機について説明する。図５２は、本願発明の実施の一例を示す水力発電機の概念的な正面図である。符号Ｐの水車部は中心部１の近傍２から反時計回りに伸びる外周部３には接しない切り込みが施された本実施形態のブレード平板による羽根部材３０を同図に示すような向きで複数連結させて配置したものである。図５２中、符号１２３は水車部Ｐの回転軸上を中心軸とする軸体、１２４は、軸体１２３と強固に接続されている中心部材、１２５は羽根部材３０および軸体１２３と強固に接続されている外周部材、１２６は発電機、１２７は水車部Ｐを固定するための支持部材、そして、１２８は軸体１２３と回転自在に接続されている回転部材、１２９は発電機１２６および支持部材１２７を固定する台座を各々図示する。図５２中、破線の矢印は水流１３０の流れ方向、実線の矢印１３１は水流によって回転する水車部Ｐの回転方向を示している。

これにより、本実施形態のブレード平板を水力発電機の羽根部材として使用することによって、水流によって羽根部材３０が回転することで発生する回転力を軸体１２３に伝えることで発電機１２６から発電電力が得られる。

また、例えば、羽根部材３０の面上に複数のリブを有することによって、水流をさらに効率的に捉えることができる。但し、前記リブ以外にも前記面上には、突起物またはディンプル状の凹さらにはこれらの組み合わせなども可能であり、前記面上に有する形状を限定するものではない。

（実施形態２６）
次に、本願発明にかかる実施形態１９におけるブレード平板を羽根部材に使用した水力および海流発電機について説明する。図５３Ａは、本願発明の実施の一例を示す係留式水力および海流発電機の概念的な側面図である。羽根部材３０に強固に接続された耐海水ケーブル１２３の回転により動力を伝達する係留式水力および海流発電機である。この水力および海流発電機は、耐水性、耐圧性、耐海水、耐腐食性を有する。翼先端がない形状によりキャビテーションを低減することが可能で、羽根部材の破損を防ぐことができる。水流１３０によって発生する抗力により羽根部材３０が自己伸張して自転するため軸体が不要となる。また水流１３０により三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａから、くびれ部８を有する三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｃに変化する。図中５３、符号１２４は中空構造を有する中心部材であって、空気を充てんすることで最適な水深で発電が可能となる。発電機１２６、回転速度制御部材ｘ、増速機ｘおよび機械装置（回転指示部材１４１、支柱１４２、台座１４３等）を水上または海上に設置することができ、故障を防ぎかつメンテナンスが容易となる。さらには環境負担やコスト削減が可能となる。

図５３Ｂおよび図５３Ｃは、他のブレード平板の実施形態の一例を示す斜視図である。図５３Ｂは、伸張前のブレード平板１００の斜視図である。図５３Ｂに示すように本実施形態のブレード平板１００は、中心部に耐圧および防水性の中央浮力体と強固に接続されている。図示しないが、中央浮力体２１２には耐海水および耐圧性の伸縮可能な軸体が内蔵されている。

図５３Ｃの（Ａ）は、図５３Ｂに示すブレード平板１００の中心部１を有する面に対して垂直方向に中央浮力体２１２に内蔵された伸縮可能な軸体２１３が伸張２１４を施して構築されたくびれ部８を備えた三次元形状の螺旋ブレードである。外周部３にお椀形状の湾曲部１０３を備えることで、平板より形状維持が強化される。図５３Ｃの（Ｂ）は、伸長させた状態で、伸長方向（上下のいずれか一方向）からみたときの図面であり、外周部材２１５を有し、２１６は螺旋ブレード１０２Ｂおよび外周部材２１５と接続されている外周部浮力体である。

このように、中心部１と外周部３を、軸体２１３でもって伸張することで構築された本実施形態のブレード平板の螺旋ブレード１０２Ｂは、いずれの方向から見ても表面積が大きい有機的な三次元形状を有している。この結果、本実施形態のブレード平板の螺旋ブレード１０２Ｂを、例えば海流発電機等の羽根部材に使用すれば、流体媒体である例えば海水や水等を容易に捉え、かつ、揚力および抗力を発生させることができる羽根部材を提供することができる。

また、海水や水等の流速を考慮して中心部１と外周部３の伸張度合いを軸体２１３により調整することによって、本実施形態のブレード平板は流体媒体による自己起動性を有し、かつ、回転力を制御することができる。

さらには、中央浮力体２１２および外周部浮力体２１６には、空気または液体を充でんすることで最適な水深で発電でき、かつ、メンテナンス時には海面や水面等に浮上することができる。

さらにまた、本実施形態のブレード平板は伸張するだけで２次元のブレード平板から三次元形状の螺旋ブレードを構築することによって、発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、本実施形態本実施形態のブレード平板を運搬時には平板状態で運搬することができ、組立てが容易で、かつ、持ち運びが容易な低コストの発電機および送風装置またはこれらのいずれかの組立てキットの羽根部材を提供することができる。

さらにまた、外周部がお椀状の湾曲形状を有する本実施形態のブレード平板を発電機および送風装置の羽根部材として使用すれば、例えば樹脂板から成る本実施形態のブレード平板であっても外周部には撓みが発生せず、前記外周部材を簡素化することができ、かつ、発電機および送風装置またはこれらのいずれかの組立てキットの軽量化に貢献できる。ただし、本実施形態のブレード平板の材質は樹脂以外にも、例えば金属、炭素繊維または植物繊維さらには樹脂を含むこれらいずれかの組み合わせなども可能であり、本実施形態のブレード平板の材質を限定するものではない。

（実施形態２６´）
次に、本願発明にかかる実施形態２６´におけるブレード平板を羽根部材に使用した潮流および海流発電機について説明する。図５３Ｄの（Ａ）は、本願発明の実施の一例を示す係留式潮流および海流発電機の発電時の概念的な側面図である。図５３Ｄの（Ａ）に示すように、潮流および海流より自転する羽根部材Ｙに強固に接続された耐海水の丈夫なケーブル２１７の回転により動力を発電本体部Ｘに伝達する係留式潮流および海流発電機である。この潮流および海流発電機は、少なくとも耐水性、耐圧性、耐海水、耐腐食性を有する。翼先端がない形状によりキャビテーションを低減することが可能で、羽根部材の破損を防ぐことができる。図に示すように、中央フロート２１８、側部フロート２１９、中央フロート２１８および側部フロート２１９の方向転回をするためのスラスター２２０、移動可能な蓄電装置２２１、電力変換および制御装置２２２、ケーブル２１７および羽根部材Ｙを一括して海上に引き揚げる巻取り部材２２３であって、中央フロート２１８は、鉄鋼製のチェーン２２４を介して海底に設置されたアンカー２２５と強固に連結されている。図５３Ｄの（Ｂ）は、本願発明の実施形態の一例を示す係留式潮流および海流発電機の発電時の概念的な上面図である。図５３Ｄの（Ｂ）は、海上に浮かぶフロート（中央フロート２１８、側部フロート２１９）、発電本体部Ｘおよび機械装置（蓄電装置２２１、電力変換および制御装置２２２、ケーブル２１７、巻取り部材２２３等）を示している。発電本体部Ｘは、係留する羽根部材Ｙの動きに合わせて水平面上および垂直面上に沿って角度を自在に調整できる。

（実施形態５３´´）
次に、本願発明にかかる実施形態５３´´におけるブレード平板を羽根部材に使用した潮流および海流発電機について説明する。図５３Ｅの（Ａ）は、図５３Ｄに示す係留式潮流および海流発電機の引上げ時の概念的な側面図である。図５３Ｅの（Ａ）に示すように、回転を停止させるために平板状の図５３Ｂに示す羽根部材Ｚに変形させて、巻取り部材２２３によりケーブル２１７および海面に浮上させた羽根部材Ｚを一括して中央フロート２１８に回収する。図５３Ｅの（Ｂ）は、巻取り部材２２３により羽根部材Ｚを回収するために、海上に浮かぶフロート（中央フロート２１８、側部フロート２１９）、発電本体部Ｘおよび機械装置（蓄電装置２２１、電力変換および制御装置２２２、ケーブル２１７、巻取り部材２２３等）の方向をスラスター２２０によって矢印方向に９０度旋回した状態であり、破線部分は旋回前の位置を示している。

このように、本実施形態のブレード平板を潮流および海流発電機の羽根部材として使用すれば、図Ｃに示すように羽根部材Ｙと強固に接続されたケーブル２１７によって、海流２２６より回転した羽根部材Ｙの回転動力を伝達させることができ、発電機および増速機を海上に設置することが可能となることで、海上で容易にメンテナンスを行なえ安全で故障の少ない潮流および海流発電機を提供することができる。

また、平板上の羽根部材Ｚに変形させることによって、回転を停止させることが可能でブレーキ装置が不要となる。

さらには、船舶を利用すれば、移動可能な蓄電装置を陸上へ運搬することができ、海底電力ケーブルが不要となり発電コストの低コスト化に貢献できる。

（実施形態２７）
次に、本願発明にかかる実施形態２７におけるブレード平板を羽根部材に使用した送風装置について説明する。図５４は、本願発明の実施の一例を示す送風装置の概念的な斜視図および正面図である。図５４（Ａ）中、符号Ｑ―１はくびれ形状がない本実施形態のブレード平板の三次元形状の螺旋ブレード１０２Ａによる羽根部材３０を使用した送風装置、図５４（Ｂ）中、Ｑ―２はくびれ形状を有する本実施形態のブレード平板の三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂによる羽根部材３０を使用した送風装置、図５４（Ｃ）中、Ｑ―３はくびれ形状を有する本実施形態のブレード平板の三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂによる羽根部材３０を同図に示すように２つ組み合わせて使用した送風装置、図５４（Ｄ）中、Ｑ―４はくびれ形状を有する本実施形態のブレード平板の三次元形状の螺旋ブレード１０２Ｂによる羽根部材３０を同図に示すように２つ組み合わせて使用した送風装置である。符号１３１は軸体、１３３は中心部材、１３４はモーター、１３５は電力ケーブル、１３６は内側に軸体が通っている接続パイプを示している。また、破線の矢印は羽根部材の回転により発生する気流、実線の矢印はモーター１３４が回転する方向である。

このように、本実施形態のブレード平板を送風装置の羽根部材として使用することによって、既存の送風装置のような首振り装置が不要となり、広範囲で、かつ、多様な気流を有する風を発生させる羽根部材を提供することができる。

また、例えば、羽根部材３０の面上に複数のリブを有することによって、広範囲で、かつ、多様な気流を有する風をさらに効率的に発生させることができる。但し、前記リブ以外にも前記面上には、突起物またはディンプル状の凹さらにはこれらの組み合わせなども可能である。

以上のように、本願発明のブレード平板によれば、伸張するだけで構築される構造体であり、平板のため積載することができ保管および運搬が容易である。

また、本願発明のブレード平板は単純な加工で製造可能であることによって、流体媒体を利用した発電機などの羽根部材として使用すれば、金型が不要となり羽根部材の製造コストが削減できる。

さらには、本願発明のブレード平板は螺旋形状の多重の羽根を有していることによって、発電機の羽根部材として使用すれば、流向媒体により抗力と揚力を発生させて自転し、かつ、起動時には外部電力を必要としない羽根部材を提供できる。

さらにまた、本願発明のブレード平板は翼先端がない形状であることによって、風力発電機の羽根部材として使用すれば、翼先端の風切り音による低周波騒音の問題を解消する静音の風力発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板はバネ材のように伸縮することによって、風力発電機の羽根部材として使用すれば、乱流や突風による風圧による抵抗を分散または拡散して羽根部材の破損を防止することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板は流体媒体に対して自己流向追従の機能を有していることによって、風力発電機の羽根部材として使用すれば、風向追従するためのヨー駆動装置は不要となり製造コストおよびメンテナンスコストを削減する羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板は表面積が大きいことによって、風力発電機の羽根部材として使用すれば、視認性が高くバードストライク問題を解消できる。

さらにまた、本願発明のブレード平板に表面に色彩構成を施すことによって、街中などで視覚効果を利用した広告および宣伝効果のある風力発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を発電機のローターとステーターを互いに異なる方向に回転させて発電する風力発電機の羽根部材として使用すれば、羽根部材が１つの発電機に比べてより多くの発電電力を発生させることができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を、羽根部用固定部材を備えた風力発電機の羽根部材に利用すれば、流体媒体により発生する自励振動による羽根部の疲労破壊、台風などの強風または突風さらには乱流による羽根部の破損を防ぐことができ、より安全性の高い羽根部材を提供することができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を組立て式風力発電機の羽根部材として使用すれば、複数の連結支持部材と組み合わせることによって、必要な電力量に合わせて発電量を調整できる連結型および連結型組立て式風力発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を連結型組立て式風力発電機の羽根部材として使用すれば、連結支持構造体を構築することによって、既存の風力発電機のようなタワーおよび台座が不要な低コストの風力発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板の面上に太陽光電池を備えることによって、広い受光面積を活用したハイブリットの風力発電機の羽根部材を提供できる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を連結型浮揚式発電機の羽根部材として使用すれば、複数連結凧式に発電本体部を連結することによって、小型の発電機を複数組み合わせて大出量の発電電力を発生させることができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を連結型傾斜式風力発電機の羽根部材として使用すれば、複数の発電本体部を連結することができ、大型の羽根部材を有する風力発電機の設置が困難な場所であっても大量の発電電力を発生させる羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を浮揚式風力発電機の羽根部材として使用すれば、流体媒体に対して回転軸方向を限定せずに自転することによって、上空の風を利用でき安定的で高効率な発電電力を得られ、かつ、移動可能であり災害などの急事の電力不足時および停電時においても電気を供給することが可能な羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を羽根部材が可変する風力発電機の羽根部材として使用すれば、羽根部材の伸張率を調整して回転を制御することによって、既存の風力発電機のようなブレーキ装置が不要となる羽根部材を提供することができる。

さらにまた、伸張によって構築されるくびれ形状を有する本願発明のブレード平板を流体媒体により発電する発電機の羽根部材として使用すれば、くびれ形状のないものよりも高効率性の発電電力を発生する羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を風力発電機の羽根部材として使用すれば、２次元の平板状態から流体媒体により自転可能な三次元の多重螺旋式構造体に変形することによって、羽根部材を平板で運搬でき、かつ、組立てが容易でコンパクトな組立てキット式の風力発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を浮揚式海流発電機の羽根部材として使用すれば、安定的で大出量の発電電力を発生する海流発電機の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を発電機または送風装置の羽根部材として使用すれば、高効率で低コストの発電機または送風装置の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、複数の本願発明のブレード平板を水力発電機の羽根部材として使用すれば、低コストの水力発電機の水車の羽根部材を提供することができる。

さらにまた、本願発明のブレード平板を送風装置の羽根部材として使用すれば、広範囲で、かつ、多様な気流を有する風を発生でき、首振り装置の不要な送風装置の羽根部材を提供することができる。

以上の発明の各特徴は、適宜組み合わせることが可能である。

よって、本願発明のブレード平板を発電機の羽根部材として使用すれば、外周を有する平板を伸張させるだけで羽根部材として利用することができ、流体媒体による自己起動性および自己流向追従性を備え、回転軸方向を限定せずに自転可能で、かつ、回転力を制御でき、翼先端の風切り音の騒音問題およびバードストライク問題がなく、郊外、街中、住宅地、ビルまたは家屋などの屋上および壁面部に設置する低コストで製造可能な風力発電機の羽根部材を提供することができ、また、浮揚部材と組み合わせれば上空の風または海中の海流を利用した発電機の羽根部材を提供でき、さらには、水流を利用した水力発電機の羽根部材としても利用でき、さらにまた、本願発明のブレード平板を送風装置の羽根部材として使用すれば、首振りの機能が不要な静音で広範囲に多様な気流を有する風を発生させる送風装置の羽根部材を提供することができ、さらにまた、組立てキット式にすることで持ち運びが容易で、かつ、安価で連結が可能な発電機または送風装置の羽根部材を提供することができる。

本願発明のブレード平板は、弾性、塑性、可塑性、形状記憶性、摩擦低減性、撥水性、耐候性、蓄光性、発光性または透過性の少なくとも１つの特性を有する前記平板から成る。

本願発明のブレード平板は、ディンプル状の凹みまたは突起物さらにはこれらの組み合わせを複数有し、流体媒体を効率的に捉えるために適切な間隔で配置されている。

本願発明のブレード平板は、渦巻き状、円の一部、直線またはこれらの組み合わせで複数連結されているリブを複数有し、前記中心部を中心として放射状に適切な間隔で設けられている。

本願発明のブレード平板は、羽根部用固定部材を備え、ブレード平板、軸体、中心部材、外周部材またはこれらの組み合わせで強固に接続されている。羽根部用固定部材として軸体などが考えられる。

本願発明のブレード平板は、発光する機能を有し、ＬＥＤ材または無機および有機エレクトロルミネッセンス材を使用し発光可能に構成される。

本願発明の発電機または発電機の組立てキットは、少なくともブレード平板またはブレード平板の回転により発電する発電部を備えている。

本願発明の送風装置または送風装置の組立てキットは、少なくとも１つのブレード平板またはブレード平板を回転させる駆動部を備えている。

本願発明に関連する発電機または送風装置さらにはこれらいずれかの組立てキットは、複数の前記中心部材および前記軸体を備え、前記外周部を底面とする複数の本願発明のブレード平板または本願発明に関連する発明のブレード平板の前記底面を互いに向かい合わせにさせて発電部と発電可能に構成されている。

本願発明の発電機または発電機の組立てキットは、浮揚部材を備え、前記浮揚部材は少なくともブレード平板またはブレード平板を含む発電本体部をつなぐためのケーブルを有している。

（実施例１）
以下に、本願発明にかかる実施例１における風力発電機について説明する。図５５は、本願発明にかかる実施例１における風力発電機の羽根部材の翼数における電圧量の統計図である。風向追従可能に簡易的に構成された直径１５０ｍｍの中心部および外周部を８０ｍｍ伸張させた本実施形態のブレード平板である羽根部材と発電機を有する風力発電機であって、前記風力発電機に向けて４００ｍｍの距離から送風装置より風（約３ｍ／秒）を発生させることで、前記羽根部材と接続された前記風力発電機の回転により発生する電圧を一定の不可抵抗のもと測定したものである。

なお、図５５の測定に使用された前記簡易的に構成された風力発電機は２つの異なる様式を有しており、第１の風力発電機は前記羽根部材の中心部が外周部よりも風向側に向くように構成された水平軸型、第２の風力発電機は水平面を０度として前記羽根部材の回転軸を４５度傾斜させた傾斜軸型であって、翼数が３枚と５枚の異なる羽根部材をそれぞれの前記風力発電機に取付けて発生する電圧を測定したものである。

これにより、特に第２の風力発電機では翼数の違いにより顕著に電圧に差が出ることを示した。すなわち、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として使用する場合、翼数が５枚以上で発電効率が高いことが分かった。

（実施例２）
以下に、本願発明にかかる実施例２における風力発電機について説明する。図５６は、本願発明にかかる実施例２における風力発電機の羽根部材の伸張差における電圧量の統計図である。同図の測定に使用された風力発電機は、４つの伸張率の異なる５枚翼を有する前記水平軸型であって、第３の風力発電機は伸張が１００ｍｍ（以下、これを伸張率１００％とする）の羽根部材を有し、第４の風力発電機は伸張率が７０％の羽根部材を有し、第５の風力発電機は伸張率が４０％の羽根部材を有し、風力発電機は伸張率が０％の羽根部材を有しており、それぞれの前記風力発電機に向けて５００ｍｍの距離から送風装置より風（約４ｍ／秒）を発生させることでそれぞれの前記風力発電機より発生する電圧を測定したものである。なお、前記羽根部材は伸張率が約７０％以上でくびれ形状を構築する。

これにより、前記羽根部材は伸張差によって電圧が異なることを示した。すなわち、一定の伸張範囲で発電効率が高く、かつ、伸張率が０％では自転しなかったことにより、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として使用する場合、羽根部材の伸張率によって回転力を制御できることが分かった。

また、くびれ形状のない第５および６の風力発電機に比べ、くびれ形状を有する第３および４の風力発電機は電圧が高いことを示した。すなわち、本実施形態のブレード平板を風力発電機の羽根部材として使用する場合、くびれ形状が構築される伸張範囲で発電効率が高いことが分かった。

（実施例３）
以下に、本願発明にかかる実施例３における風力発電機について説明する。図５７は、本願発明の実施例３における風力発電機の羽根部材の風向における自転角度の統計図である。同図の測定に使用された風力発電機は直径１５０ｍｍの本実施形態のブレード平板である羽根部材を８０ｍｍ伸張させた風向追従機能のない５枚翼式であって、同図に示す風向（Ｉ）より前記風力発電機に向けて４００ｍｍの距離から送風装置より風（約４ｍ／秒）を発生させて前記羽根部材の回転軸（ＩＩ）の軸上の基点（ＩＩＩ）を軸に角度を変えて自転の不可を調べたものである。

これにより、本実施形態のブレード平板を浮揚式風力発電機の羽根部材として使用すれば、上空に流れる風により浮揚部材が押し流されて前記発電本体部が傾斜することによって、前記羽根部材が回転して発電することができると考えられる。また、本実施形態のブレード平板を浮揚式海流発電機の羽根部材として使用すれば、海流により前記発電本体部が傾斜することによって、前記羽根部材が回転して発電することができると考えられる。

［試験例］
図５８は風洞試験装置を用いて羽根部材を試験した装置の構成図である。図５９は、試験結果を示す図である。図５８に示すように、大型送風機より発生した風２００がピトー管（Ｐｉｔｏｔ ｔｕｂｅ）２０１を通り、トルクトランスジューサ（Ｔｏｒｑｕｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）２０２に接続された試験体の風車である羽根部材３０を回転させて、トルクモータブレーキ（Ｔｏｒｑｕｅ Ｍｏｒｔｏｒ Ｂｒａｋｅ）２０３により、ローター（Ｒｏｔｏｒ）２０４にブレーキをかけてパワーセンサ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｅｎｓｏｒ）２０５によりトルクを測定する。同時に回転センサ（Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）２０６によりローター（Ｒｏｔｏｒ）２０２の回転を測定しトルクコンバータ（Ｔｏｒｑｕｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０７により周速比を測定する。これにより求めたトルクと周速比からパワー係数を導き出す。なお、符号２０８は電源部（Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ）、２０９はベッツ型マノメメータ（Ｂｅｔｚ Ｔｙｐｅ Ｍａｎｏｍｅｔｅｒ）を示す。

試験は、直径８００ｍｍのステンレス材の風車を、各々２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ伸張させてパワー係数を測定した。その結果を、図５９に示す。図５９の横軸は周速比であり、縦軸はパワー係数である。図５９（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、伸張の違いによって、パワー係数が異なることが判明した。風速６ｍ／ｓにおいて風車の伸張率を変えた場合には、伸張が３００ｍｍで最大であった。伸張が３００ｍｍの風車において風速を各々４ｍ、６ｍ、８ｍ、１０ｍ／ｓと変えた場合には、風速１０ｍ／ｓで最大であった。

この結果、本願発明のブレード平板１００を風力発電装置や発電装置の羽根部材として、送風機の翼として用いて有効であることが判明した。

１００ ブレード平板
１０１ 平板部
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ 三次元形状の螺旋ブレード
１０３ お椀形状の湾曲部
１ 中心部
２ 中心部の近傍
３ 外周部
４ 切込み
４ａ 外周側端部
４ｂ 内周側端部
５ 第１の伸長
６ 第２の伸長
７ ブレード
８ くびれ部
９ 切り抜き
２０ 基台
２１ 押さえ部材

Claims (24)

1. 平板部に渦巻き状の切り込みを有し、
   前記渦巻き状の切り込みの中心部側を伸長させた状態で三次元形状の螺旋ブレードを配置することを特徴とするブレード平板。
2. 前記三次元形状の螺旋ブレードは、伸長させた状態で、くびれ部を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレード平板。
3. 前記切り込みは、平板の外周端部または外周側から所定間隔をもった少なくとも一つの起点を有することを特徴とする請求項１または２に記載のブレード平板。
4. 前記切り込みは、平板の中心近傍から少なくとも一つの起点を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のブレード平板。
5. 前記切り込みは、互いに交わらず２つ以上施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のブレード平板。
6. 前記三次元形状の螺旋ブレードは、伸長させた状態で、伸長方向からみたときに、ブレード同士が交差することを特徴とする請求項１記載のブレード平板。
7. 前記三次元形状の螺旋ブレードは、伸長させた状態で、一方向からみたとき、ブレード表裏面が露出していることを特徴とする請求項１記載のブレード平板。
8. 前記渦巻き状の切り込みは、中心部側が連結されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のブレード平板。
9. 前記中心部側が連結された切り込み片の中心先端部が保持部に保持される、請求項８に記載のブレード平板。
10. 前記中心部側が連結された切り込み片の中心部先端部が保持部に捻った状態で保持される、請求項８に記載のブレード平板。
11. 回転軸を中心に回転する少なくとも一つの軸体を備え、前記軸体と組み合わされている、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のブレード平板。
12. 前記切り込みは、円の一部、直線またはこれらの組み合わせで複数連結されている、請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のブレード平板。
13. 前記回転軸を中心に回転する外周部材を備え、前記軸体および前記外周部と組み合わされている、あるいは、プリント配線を備え、前記軸体および前記外周部と伝導可能に組み合わされている、請求項１乃至１２のいずれか一つに記載のブレード平板。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板の回転により発電する発電部を備えていることを特徴とする発電機。
15. 前記発電部に太陽光電池を備えることを特徴とする請求項１４に記載の発電機。
16. 少なくとも一つの回転部材を備えている、流体媒体に対して自己流向追従可能な追従装置を備えることを特徴とする請求項１４に記載の発電機。
17. 少なくとも一つの浮遊部材を備えることを特徴する請求項１４または１５に記載の発電機。
18. 蓄電装置を備えていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一つに記載の発電機。
19. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板による回転エネルギーを熱エネルギーに変換することを特徴とする発熱装置。
20. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板、発電部、回転部材、浮揚部材、発熱装置、蓄電装置およびこれらを支持する支持部材のいずれかを備え発電可能に構成されていることを特徴とする発電機。
21. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板、発電部、回転部材、浮揚部材、発熱装置、蓄電装置およびこれらを支持する支持部材のいずれかを備え発電可能に構成されていることを特徴とする発電機の組立てキット。
22. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板の回転により送風する駆動装置を備えていることを特徴とする送風装置。
23. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板、発電部、回転部材、浮揚部材、発熱装置、蓄電装置、駆動装置およびこれらを支持する支持部材のいずれかを備え、発電可能に構成されていることを特徴とする発電機。
24. 請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のブレード平板、発電部、回転部材、浮揚部材、発熱装置、蓄電装置、前記駆動装置およびこれらを支持する支持部材のいずれかを備え、発電可能に構成されていることを特徴とする送風装置の組立てキット。

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