WO2010007684A1 - 風力発電用風車とその製造方法 - Google Patents

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明緒 原
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    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine for wind power generation and a method of manufacturing the same.
  • a Savonius type with a shape that emphasizes the wind receiving area is generally known, and a blade can be rotated by a slight wind of about 1 m / sec, but the rotational torque during rotation is higher than the wind speed Can not get Further, as wind power generation using lift, a gyro mill type having a wing shape similar to that of an aircraft is generally known, and a blade can not be rotated by a slight wind generated during rotation.
  • Patent Document 1 Patent No. 3451085 gazette
  • an object of the present invention is to provide a wind turbine for wind power generation which can be started by a slight wind, suppresses disturbance of wind accompanying rotation, and is excellent in power generation efficiency.
  • the present invention is a wind power having a plurality of blades provided at predetermined angles around the rotation axis in a plane orthogonal to a vertical axis, and the blades are streamlined airfoils having a lift coefficient of 1.0 or more.
  • an opening is provided in the surface on the side of the rotation axis with respect to a chord, in the range of 55% to 95% from the leading edge with respect to the chord length.
  • the area of the opening is 30% to 5% with respect to the surface on the rotation shaft side.
  • a plurality of openings are provided.
  • the member of the opening is thinner than the front of the blade.
  • the present invention is a method of manufacturing a blade according to claim 1, wherein at least a part of the blade is manufactured by extrusion of an aluminum alloy.
  • the present invention is a manufacturing method in which the front portion of the blade is manufactured by extrusion of an aluminum alloy.
  • a stepped portion corresponding to the thickness of the rear side member is provided at an end portion of the connection portion, and the front portion of the rear side member disposed in the stepped portion has a hollow portion. It is a method.
  • the present invention is the manufacturing method which provided the connecting part which connects the back side member in the front part.
  • the rear member is thinner than the thickness of the front portion.
  • this invention is a manufacturing method which manufactured the said connection part by extrusion molding of aluminum alloy.
  • the present invention is a manufacturing method including a connecting means for connecting the front portion and the connecting portion.
  • connection means includes a fitting portion provided on one of the front portion and the connection portion, and a fitting receiving portion provided on the other.
  • the chord length away from the front edge of the surface on the rotating shaft side of the blade is 55 Since the opening is provided at a position of% to 95%, the disturbance of the flow of the wind on the side of the rotary shaft serving as the resistance is small, and a high rotational torque can be obtained.
  • a wind can be caught efficiently at the time of starting by having several opening part.
  • composition concerning a manufacturing method, uniform thickness and shape are securable by extrusion of aluminum alloy.
  • the strength is improved by having the hollow portion.
  • a back side member can be connected with a connection part.
  • weight reduction can be measured by thinning a back side member.
  • strength and uniform shape of a connection part are securable.
  • step difference between a front part and a back side member can be eliminated by arrange
  • a front part and a connection part can be connected by a connection means.
  • a front part and a connection part can be connected by fitting with a fitting part and a fitting receiving part.
  • FIG. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention, and as shown in the figure, a vertical axis type wind turbine 1 is provided with a vertical rotation axis 2 at the center.
  • a plurality of blades 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the rotation axis 2, and in this example, three blades 3, 3, 3 are arranged in parallel with the rotation axis 2, that is, the blades 3 In the plane orthogonal to the rotation axis 2, they are arranged at equal angular intervals (120 degrees in this embodiment) along the circumferential direction of the same radius.
  • the blade 3 is fixed to an end of an arm 4 radially extending from the rotation shaft 2 at a predetermined angle with respect to the support rod 4. Further, a plurality of arms 4 are provided in the longitudinal direction of the blade 3 and in this example, two are provided.
  • the outer skin of the blade 3 is formed of a thin plate-like material made of a light metal such as aluminum alloy or titanium alloy, or a composite material such as fiber reinforced plastic (FRP).
  • the wing shape of the blade 3 is streamlined with a lift coefficient of 1.0 or more, preferably 1.0 to 1.4, and in particular, the main wing of an asymmetric wing light aircraft (airplane with a take-off weight of 5700 kg or less)
  • the shape used in the above is preferable, for example, a 4-shaped wing type, an RAF wing type, a Gottingen wing type and the like.
  • the surface (the surface on the outer peripheral side) where the expansion of the airfoil is large is the surface 5 of the blade 3 and the surface (the surface on the inner peripheral side) where the expansion of the airfoil is small is the back surface 6 of the blade 3
  • the back surface is the surface on the rotating shaft side.
  • a connecting member 7 is provided in the blade 3 to connect the front surface 5 side and the back surface 6 side, and the connecting member 7 is formed of the same thin plate material as the outer skin of the blade 3. , Deformation of the blade 3 at the time of rotation is prevented.
  • reference numeral 8 denotes a generator connected to the rotary shaft 2 at the top, and the generator 8 is provided on the pole 9.
  • the front portion 11 of the blade 3 is formed of an extruded product of aluminum alloy, and the front portion 11 extends from the connecting member 7 to the hollow portion 12 on the front side and from the connecting portion 7 to the rear side.
  • the front surface connecting portion 13 and the back surface connecting portion 14 are integrally formed, and the same cross section continues in the length direction by extrusion molding.
  • a front surface mounting portion 16 is formed on the rear end side of the front surface connection portion 13 by an inwardly recessed step portion 15, and on the rear end side of the back surface connection portion 14 by an inwardly recessed step portion 17.
  • a back surface mounting portion 18 is formed, and a front cover member 19 formed of a plate thinner than the front portion 11 is fixed to the outer surface of the front surface mounting portion 16 by a rivet 20 serving as a fixing means.
  • a back cover member 21 made of a plate thinner than the front portion 11 is fixed by rivets 20.
  • the stepped portions 15 and 17 are configured such that no step is formed on the front surface 5 and the back surface 6. Further, at the rear ends of the front surface connection portion 13 and the rear surface connection portion 14, bending edge portions 13A and 14A which are bent at a substantially right angle inside are formed. And these front cover material 19 and back cover material 21 are back side members.
  • reference numeral 22 denotes a plurality of screw holes provided in the front portion 11, which are provided in the hollow portion 12 and provided in two places at two end corners of the connecting member 7 and in two places on the front side. .
  • the blade 3 is provided with an arm support member 31 corresponding to the mounting position of the arm 4 and this arm support member 31 has a substantially U-shaped cross section having side portions 31B and 31B on both sides of the central portion 31A.
  • the central portion 31A is aligned with the inner surface of the surface connection portion 13 and the front cover member 19, and is fixed to the front cover member 19 by the plurality of rivets 20 of the central portion 31a.
  • the front side of the side portions 31B and 31B is the surface connection portion It is fixed between 13 and the back surface connection portion 14.
  • a receiving groove portion 131A into which the bending edge portion 13A is fitted is formed on the central portion 31A side, and the bending edge portion 14A is fitted into the arm support member 31.
  • the receiving groove portion 131B is formed at the edge of the side portion 31B.
  • the front side of the arm support member 31 is fixed to the connecting member 7 by a screw 32 as a fixing member.
  • an insertion hole 33 is formed in the back surface connecting portion 13 corresponding to the mounting position of the arm 4, and the arm receiving member 34 is inserted into the insertion hole 33, and the arm receiving member 34 is made of the arm 4.
  • the tip is inserted and the tip is inserted between the side portions 31B and 31B, and in the blade 3, a plurality of bolts 35 are inserted into the side portions 31B and 31B and the arm support 34, and the nut 35A is screwed
  • the arm support 34 is fixed to the blade 3.
  • the arm 4 is externally fitted to the arm receiving member 34 protruding from the blade 3 and the arm 4 is fixed to the arm receiving member 34 by the plurality of bolts 35 and the nuts 35A.
  • the arm support 34 is made of an extruded product of aluminum alloy and is made of solid material.
  • an arm fixing means 36 for fixing the arm 4 to the blade 3 is constituted by the arm support member 31, the arm support 34, the bolt 35 and the nut 35A.
  • cover plates 41 for closing the end portions are provided.
  • the cover plate 41 is fixed by a fixing member 42 having a substantially L-shaped cross section, one side piece 42A of the fixing member 42 is fixed to the inner surface of the blade 3 by a rivet 20, and the other side piece 42B of the fixing member 42 is fixed.
  • the cover plate 41 is fixed by rivets 20. Further, the front side of the cover plate 41 is fixed by inserting a screw (not shown) into the cover plate 41 and screwing the screw into the screw hole 22.
  • a receiving groove portion 131A into which the bending edge portion 13A is inserted is formed in one side piece, and a receiving groove portion into which the bending edge portion 14A is inserted into the arm support member 31. 131B are formed on the edge of the side 31B.
  • the blade 3 is provided with a plurality of openings 51, 51...
  • the openings 51 are preferably in the range of 55% to 95%, preferably 75% to 95% from the leading edge 52, between the leading edge 52 and the trailing edge 53.
  • the total area of the openings 51, 51... Is 30% to 5%, preferably 20% to 5%, of the area of the back surface 6.
  • the blade 3 is formed into an airfoil that has a low Reynolds number and a high lift coefficient, and has a structure with less disturbance of the air flow on the back surface 6 side in the high wind speed region.
  • chords 54 of the blade 3 are attached at an angle of 0 degrees to 5 degrees with respect to the wind direction (normal direction to the rotational direction T) to the blade 3.
  • W is the direction in which the wind blows.
  • a plurality of blades 3 are provided at predetermined angles around the rotation axis 3 in a plane orthogonal to the rotation axis 3, and the blades 3 are streamlined having a lift coefficient of 1.0 or more.
  • the back surface 6 on the side of the rotary shaft with respect to the chord 54 has an opening within the range of 55% to 95% from the leading edge 52 with respect to the chord length. Since the 51 is provided, it can be activated even by a slight wind due to the drag at the opening 51, and in the high wind speed region rotated by the lift of the blade 3, 55 with respect to the chord length distant from the front edge 52 of the back surface 6 of the blade 3. Since the openings 51 are provided at the positions of% to 95%, the disturbance of the flow of the wind on the back surface 6 which is a resistance can be reduced, and a high rotational torque can be obtained.
  • the area of the opening 51 is 30% to 5% with respect to the back surface 6 that is the surface on the rotating shaft side, so that the disturbance of the wind flow is further reduced.
  • the plurality of openings 51 are provided, so that the wind can be efficiently caught at the time of startup.
  • the back cover member 21 which is a member of the opening 51 is thinner than the front portion 11 of the blade 3, the strength of the front portion 11 is increased by thickening the front portion 11 where the wind resistance is large. By making the member of the opening 51 thinner, it is possible to achieve weight reduction.
  • the front portion 11 of the blade 6 is manufactured by extrusion of an aluminum alloy, it is possible to ensure the strength and the uniform shape of the front portion 11 having a large wind resistance.
  • the strength is improved by the hollow portion 12.
  • the front and back joint portions 13 and 15 for connecting the front cover member 19 and the back cover member 21 as the rear member are provided in the front portion 11, the front and rear joint portions 13, The front cover 19 and the back cover 21 can be connected to each other.
  • the weight reduction is achieved by thinning the front cover member 19 and the back cover member 21.
  • the connecting portions 13 and 15 are manufactured by extrusion of an aluminum alloy, the strength and the uniform shape of the connecting portions 13 and 15 can be secured.
  • the step portions 15 and 17 corresponding to the thickness of the front cover member 19 and the back cover member 21 serving as the rear members are provided at the end portions of the connection portions 13 and 15. , 17, since the front sides of the front cover 19 and the back cover 21 are arranged, it is possible to eliminate the occurrence of a step between the front 11 and the front cover 19 and the back cover 21.
  • the cover plate 41 or the like can be easily attached to the end portion by a screw.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, in which the same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the detailed description is omitted.
  • the front portion 11 includes a hollow portion 12 and a divided portion 61 provided separately from the hollow portion 12, and the divided portion 61 is a front end of the front surface connection portion 13 and the rear surface connection portion 14.
  • the divided portion 61 is a front end of the front surface connection portion 13 and the rear surface connection portion 14.
  • a plate-like rear connecting member 62 are connected by a plate-like rear connecting member 62, and a groove-like fitting groove 7A is provided in the connecting member 7, and the rear connecting member 62 is fitted in the fitting groove 7A.
  • a fitting portion 62A is formed.
  • the connection means 63 is comprised by 7 A of fitting grooves which are the fitting receiving parts, and the fitting part 62A.
  • the front portion 11 and the divided portion 61 are respectively formed of an extruded product of an aluminum alloy. Further, in the hollow portion 12, the screw holes 22 are provided at two positions at both end corner portions of the connecting member 7, at two positions on the center side, and at two positions on the front side.
  • the connecting part 63 since the connecting means 63 for connecting the front part 11 and the connecting parts 13 and 15 is integrally formed, the connecting part 63 includes the dividing part 61 having the front part 11 and the connecting parts 13 and 15. It can be linked.
  • connection means 63 is a fitting portion 62A provided on one of the front portion 11 and the divided portion 61 having the connection portions 13 and 15, and a fitting receiving portion provided on the other. Since the fitting groove 7A is provided, the front portion 11 and the connecting portions 13 and 15 can be coupled by fitting the fitting portion 62A and the fitting groove 7A.

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Abstract

微風での起動が可能で、回転に伴う風の乱れを抑制し、発電効率に優れた風力発電用風車を提供することを目的とする。 回転軸３を中心として所定角度ごとに複数のブレード３が設けられ、ブレード３が１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である風力発電用の風車である。翼弦５４に対して回転軸側の面たる裏面６には、翼弦長に対して前縁５２から５５％～９５％の範囲内に開口部５１を設ける。これにより開口部５１における抗力により微風でも起動することができ、ブレード３の揚力により回転する高風速域では、ブレード３の裏面６の前縁５２から離れた翼弦長に対して５５％～９５％の位置に開口部５１が設けられているから、抵抗となる裏面６の風の流れの乱れが少なく、高い回転トルクを得ることができる。

Description

風力発電用風車とその製造方法
　本発明は、風力発電用風車とその製造方法に関する。
　垂直軸垂直翼型の風力発電において、風力発電用のブレードを風に力により回転させるためには、風の力によりブレードを押す力である抗力と、回転によりブレードに発生する揚力とを用いて発電が行われる。
　抗力を用いる風力発電としては、受風面積を重視した形状のサボニウス型が一般的に知られ、風速１ｍ／秒程度の微風によりブレードを回転させることができるが、回転中における回転トルクが風速以上に得られない。また、揚力を用いる風力発電としては、航空機同様の羽形状によるジャイロミル型が一般的に知られ、回転中に発生する微風ではブレードを回転させることができない。
　このような問題を考慮して、航空機同様の羽形状のブレードの内面側一部を切り欠くことにより、回転始動時の抗力を得て微風により回転を行うことができるジャイロミル型の風車が提案されている（例えば特許文献１）。
特許第３４５１０８５号公報
　上記の風車では、ブレードの内面側の一部を切り欠いたために、回転中に起こる風の乱れを解決することができなかった。このため揚力が減少し、本来あるべき回転トルクが低下するため、風力発電の目的である高い発電量を得ることができなかった。
　ところで、従来の垂直軸垂直翼型の風力発電機において、航空機同様の羽形状を有するブレードでは、アルミニウム合金の薄板を曲げ加工したものが用いられているが、ブレードの前縁部分の形状の均一性が得られにくいため、空気の流れに乱れを生じるという問題があり、また、強度が得られにくく、ねじりなどが発生する虞がある。
　そこで、本発明は、微風での起動が可能で、回転に伴う風の乱れを抑制し、発電効率に優れた風力発電用風車を提供することを目的とする。
　本発明は、垂直軸に直交する面内で、該回転軸を中心として所定角度ごとに複数のブレードが設けられ、前記ブレードが１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である風力発電用の風車において、翼弦に対して前記回転軸側の面には、翼弦長に対して前縁から５５％～９５％の範囲内に開口部を設けたものである。
　また、本発明は、前記回転軸側の面に対して前記開口部の面積が３０％～５％である。
　また、本発明は、複数の開口部を設けたものである。
　また、本発明は、前記ブレードの前部より前記開口部の部材が薄いものである。
　本発明は、請求項１記載のブレードの製造方法において、前記ブレードの少なくとも一部をアルミニウム合金の押出成形により製造した製造方法である。
　また、本発明は、前記ブレードの前記前部をアルミニウム合金の押出成形により製造した製造方法である。
　また、本発明は、前記連結部の端部に前記後側部材の厚さに対応した段部を設け、この段部に前記後側部材の前側を配置した前記前部が中空部を有する製造方法である。
　また、本発明は、前記前部に、後側部材を連結する連結部を設けた製造方法である。
　また、本発明は、前記前部の厚さより前記後側部材が薄い製造方法である。
　また、本発明は、前記連結部をアルミニウム合金の押出成形により製造した製造方法である。
　また、本発明は、前記前部と前記連結部とを連結する連結手段を備える製造方法である。
　また、本発明は、前記連結手段は、前記前部と前記連結部の一方に設けた嵌合部と、他方に設けた嵌合受部を備える製造方法である。
　上記構成によれば、開口部における抗力により微風でも起動することができ、ブレードの揚力により回転する高風速域では、ブレードの回転軸側の面の前縁から離れた翼弦長に対して５５％～９５％の位置に前記開口部が設けられているから、抵抗となる回転軸側の面の風の流れの乱れが少なく、高い回転トルクを得ることができる。
　また、上記構成によれば、開口部の面積割合が小さいため、一層、風の流れの乱れが少なくなる。
　また、上記構成によれば、複数の開口部を有することにより、起動時に風を効率よく捉えることができる。
　また、上記構成によれば、風の抵抗が大きな前部を厚くすることにより、前部の強度を確保し、開口部の部材を薄くすることにより、軽量化を図ることができる。
　製造方法に係る上記構成によれば、アルミニウム合金の押出成形により、均一な肉厚と形状を確保することができる。
　また、上記構成によれば、風の抵抗が大きな前部の強度と均一形状とを確保することができる。
　また、上記構成によれば、中空部を有することにより強度が向上する。
　また、上記構成によれば、連結部に後側部材を連結することができる。
　また、上記構成によれば、後側部材を薄くすることにより、軽量化を計ることができる。
　また、上記構成によれば、連結部の強度と均一な形状を確保することができる。
　また、上記構成によれば、段部に後側部材の前側を配置することにより、前部と後側部材との間の段差の発生を解消することができる。
　また、上記構成によれば、連結手段により前部と連結部とを連結することができる。
　また、上記構成によれば、嵌合部と嵌合受部との嵌合により前部と連結部とを連結することができる。
　本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な風力発電用風車を採用することにより、従来にない風力発電用風車が得られ、その風力発電用風車について記述する。
　以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１～図６は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、垂直軸型の風車１は、中心に垂直方向の回転軸２を備える。この回転軸２の周囲に複数のブレード３が円周方向等間隔に配置され、この例では３枚のブレード３，３，３が前記回転軸２と平行に配置され、すなわち、前記ブレード３は、前記回転軸２に直交する面内で同一半径の円周方向に沿って等角度間隔（本実施例では１２０度間隔）に配置されている。
　前記ブレード３は、前記回転軸２から放射状に延びるアーム４の端部に、該支持杆４に対して所定の角度で固定されている。また、アーム４は、ブレード３の長さ方向に複数設けられ、この例では２本設けられている。
　前記ブレード３の外皮は、アルミニウム合金やチタニウム合金などの軽金属、あるいは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材などの材質からなる薄板状の素材から形成されている。また、ブレード３の翼形は、１．０以上、好ましくは１．０～１．４の揚力係数を有する流線形であり、特に、非対称翼の軽飛行機（離陸重量５７００ｋｇ以下の飛行機）の主翼に使用される形状、例えば４字系翼型、ＲＡＦ翼型、ゲッチンゲン翼型などが好ましい。そして、翼型の膨らみが大きな面（外周側の面）が、ブレード３の表面５であり、翼型の膨らみが小さい面（内周側の面）が、ブレード３の裏面６であり、この裏面が回転軸側の面である。
　前記ブレード３内には、前記表面５側と裏面６側を連結する連結材７が設けられ、この連結材７はブレード３の外皮と同一の薄板状の素材から形成され、その連結材７によって、回転時におけるブレード３の変形を防止している。尚、図中８は上部に前記回転軸２に連結した発電機であり、この発電機８はポール９の上に設けられている。
　この例では、前記ブレード３の前部１１はアルミニウム合金の押し出し品により形成されており、この前部１１は前記連結材７より前側の中空部１２と、前記連結部７から後側にそれぞれ延びた表面連結部１３と裏面連結部１４とを一体に有し、押し出し成形により長さ方向に同一断面が連続する。前記表面連結部１３の後端側には、内側に凹んだ段部１５により表面取付部１６が形成され、また、前記裏面連結部１４の後端側には、内側に凹んだ段部１７により裏面取付部１８が形成され、前記表面取付部１６の外面に、前記前部１１より薄い板からなる表カバー材１９が、固定手段たるリベット２０により固定され、また、前記裏面取付部１８の外面に、前記前部１１より薄い板からなる裏カバー材２１が、リベット２０により固定されている。そして、段部１５，１７により、前記表面５及び裏面６に段差が形成されないように構成されている。また、前記表面連結部１３及び裏面連結部１４の後端には、内側に略直角に折り曲げた折曲げ縁部１３Ａ，１４Ａが形成されている。そして、それら表カバー材１９及び裏カバー材２１が後側部材である。
　尚、図中２２は、前記前部11に複数設けたビスホールであって、前記中空部１２内に設けられ、連結材７の両端角部の２箇所と、前側の２箇所に設けれている。
　ブレード３には、アーム４の取付位置に対応して、アーム支持部材３１が設けられ、このアーム支持部材３１は、中央部３１Ａの両側に側部３１Ｂ，３１Ｂを有する断面略コ字状をなし、その中央部３１Ａを表面連結部１３及び表カバー材１９の内面に沿わせ、中央部３１ａ複数のリベット２０により表カバー材１９に固定され、それら側部３１Ｂ，３１Ｂの前側を前記表面連結部１３と裏面連結部１４の間に固定配置している。尚、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１３Ａが嵌入する受溝部１３１Ａが中央部３１Ａ側に形成され、また、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１４Ａが嵌入する受溝部１３１Ｂが側部３１Ｂの縁に形成されている。さらに、アーム支持部材３１の前側を固定部材たるビス３２により前記連結材７に固定する。
　また、前記裏面連結部１３には、アーム４の取付位置に対応して、挿通孔３３が形成され、この挿通孔３３にアーム受材３４を挿通し、このアーム受材３４に前記アーム４の先端を挿通すると共に、その先端を前記側部３１Ｂ，３１Ｂの間に嵌入し、ブレード３内において、複数のボルト３５を側部３１Ｂ，３１Ｂ，アーム受材３４に挿通し、ナット３５Ａを螺合することにより、ブレード３にアーム受材３４を固定する。そして、ブレード３から突出したアーム受材３４に、アーム４を外嵌入し、複数のボルト３５とナット３５Ａにより、アーム受材３４にアーム４を固定する。尚、前記アーム受材３４はアルミニウム合金の押し出し品からなり、中実材料からなる。このように、前記アーム支持部材３１，アーム受材３４，ボルト３５及びナット３５Ａなどにより、ブレード３にアーム４を固定するアーム固定手段３６を構成している。
　前記ブレード３の長さ方向両端部には、該端部を塞ぐ蓋板４１が設けられている。この蓋板４１は、断面略Ｌ字状の固定部材４２により固定され、この固定部材４２の一側片４２Ａをブレード３の内面にリベット２０により固定し、前記固定部材４２の他側片４２Ｂを前記蓋板４１にリベット２０により固定する。また、蓋板４１の前側は、図示しないビスを該蓋板４１に挿通し、そのビスを前記ビスホール２２に螺合することにより固定される。
　尚、前記固定部材４２には、前記折曲げ縁部１３Ａが嵌入する受溝部１３１Ａが一側片に形成され、また、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１４Ａが嵌入する受溝部１３１Ｂが側部３１Ｂの縁に形成されている。
　前記ブレード３には、前記裏面６に複数の開口部５１，５１…が形成されている。この開口部５１は、翼の空力特性によって、前縁５２と後縁５３との間で、前縁５２から５５％～９５％の範囲内、好ましくは７５％～９５％の範囲内に、複数の開口部５１，５１・・・を設け、これら開口部５１，５１・・・の合計面積が裏面６の面積の３０％～５％、好ましくは２０％～５％としている。これにより、ブレード３は、低いレイノルズ数で高い揚力係数になるような翼型に形成され、かつ高風速域で裏面６側における空気の流れの乱れの少ない構造となる。
　また、ブレード３に対する風向き（回転方向Ｔに対する法線方向）に対して、ブレード３の翼弦５４は、０度～５度の角度で取り付けられている。尚、図中Ｗは風の吹く方向である。
　したがって、低風速域における起動時には、複数のブレード３に風を受けると、ブレード３の後部に位置する開口部５１により、後側からの風の抵抗が大となり、この空気抵抗によりブレード３が前方に向かって回転する起動トルクが得られる。
　一方、周速比１以上の高風速域では、ブレード３に発生する揚力により回転し、この際、開口部５１がブレード３の後方に位置するため、裏面６に沿って前縁５２から後縁５３へと向かう空気の流れに乱れが生じ難く、高い回転トルクを得ることができる。
　このように本実施例では、回転軸３に直交する面内で、回転軸３を中心として所定角度ごとに複数のブレード３が設けられ、ブレード３が１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である風力発電用の風車において、翼弦５４に対して回転軸側の面たる裏面６には、翼弦長に対して前縁５２から５５％～９５％の範囲内に開口部５１を設けたから、開口部５１における抗力により微風でも起動することができ、ブレード３の揚力により回転する高風速域では、ブレード３の裏面６の前縁５２から離れた翼弦長に対して５５％～９５％の位置に開口部５１が設けられているから、抵抗となる裏面６の風の流れの乱れが少なく、高い回転トルクを得ることができる。
　また、このように本実施例では、回転軸側の面たる裏面６に対して開口部５１の面積が３０％～５％であるから、一層、風の流れの乱れが少ないものとなる。
　また、このように本実施例では、複数の開口部５１を設けたから、起動時に風を効率よく捉えることができる。
　また、このように本実施例では、ブレード３の前部１１より開口部５１の部材たる裏カバー材２１が薄いから、風の抵抗が大きな前部１１を厚くすることにより、前部１１の強度を確保し、開口部５１の部材を薄くすることにより、軽量化を図ることができる。
　また、このように本実施例では、請求項１記載のブレードの製造方法において、ブレード３の少なくとも一部をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、アルミニウム合金の押出成形により、均一な肉厚と形状を確保することができる。
　また、このように本実施例では、ブレード６の前部１１をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、風の抵抗が大きな前部１１の強度と均一形状とを確保することができる。
　また、このように本実施例では、前部１１が中空部１２を有するから、中空部１２により強度が向上する。
　また、このように本実施例では、前部１１に、後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１を連結する表面及び裏面連結部１３，１５を設けたから、表面及び裏面連結部１３，１５に表カバー材１９及び裏カバー材２１を連結することができる。
　また、このように本実施例では、前部１１の厚さより後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１が薄いから、表カバー材１９及び裏カバー材２１を薄くすることにより、軽量化を計ることができる。
　また、このように本実施例では、連結部１３，１５をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、連結部１３，１５の強度と均一な形状を確保することができる。
　また、このように本実施例では、連結部１３，１５の端部に後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１の厚さに対応した段部１５，１７を設け、この段部１５，１７に表カバー材１９及び裏カバー材２１の前側を配置したから、前部１１と表カバー材１９及び裏カバー材２１との間の段差の発生を解消することができる。
　また、実施例上の効果として、前部１１にビスホール２２を設けたから、端部に蓋板４１などをビスにより簡便に取り付けることができる。
　図７は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、前部１１は、中空部１２と、該中空部１２と別体に設けられた分割部６１とからなり、この分割部６１は、前記表面連結部１３と裏面連結部１４の前端を板状の後連結材６２により連結した略コ字形形状をなし、前記連結材７にあり溝状の嵌合溝７Ａを設け、前記後連結材６２に、前記嵌合溝７Ａに嵌合する嵌合部６２Ａが形成されている。そして、それら嵌合受部たる嵌合溝７Ａと嵌合部６２Ａにより連結手段６３を構成している。また、それら前部１１及び分割部６１がそれぞれアルミニウム合金の押し出し品より形成されている。また、中空部１２内には、前記ビスホール２２が連結材７の両端角部の２箇所と、中央側の２箇所と、前側の２箇所に設けられている。
　したがって、嵌合溝７Ａに嵌合部６２Ａを合わせ、中空部１２に対して、分割部６１を長さ方向に移動することにより両者を連結一体化することができる。
　このように本実施例では、前部１１と連結部１３，１５とを連結する連結手段６３を一体に備えるから、連結手段６３により前部１１と連結部１３，１５を有する分割部６１とを連結することができる。
　また、このように本実施例では、連結手段６３は、前部１１と、連結部１３，１５を有する分割部６１の一方に設けた嵌合部６２Ａと、他方に設けた嵌合受部たる嵌合溝７Ａを備えるから、嵌合部６２Ａと嵌合溝７Ａとの嵌合により前部１１と連結部１３，１５とを連結することができる。
　尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
本発明の実施例１を示す風車の正面図である。 同上、ブレードの背面図である。 同上、風車の平面図である。 同上、ブレードの断面図である。 同上、ブレードの要部の背面図である。 同上、ブレードの要部の断面図である。 本発明の実施例２を示すブレードの要部の断面図である。
符号の説明
１　風車
２　回転軸
３　ブレード
４　アーム
５　表面
６　裏面
７　連結材
１１　前部
１２　中空部
１３　表面連結部
１４　裏面連結部
１５　段部
１６　取付部
１７　段部
１８　取付部
１９　表カバー材（後側部材）
２１　裏カバー材（後側部材）
３１　アーム支持部材
５１　開口部
５２　前縁
５３　後縁
５４　翼弦
７Ａ　嵌合溝（嵌合受部）
６２Ａ　嵌合部
６３　連結手段

Claims (13)

  1. 回転軸を中心として所定角度ごとに複数のブレードが設けられ、前記ブレードが１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である風力発電用の風車において、
    翼弦に対して前記回転軸側の面には、翼弦長に対して前縁から５５％～９５％の範囲内に開口部を設けたことを特徴とする風力発電用風車。
  2. 前記回転軸側の面に対して前記開口部の面積が３０％～５％であることを特徴とする請求項１記載の風力発電用風車。
  3. 複数の開口部を設けたことを特徴とする請求項２記載の風力発電用風車。
  4. 前記ブレードの前部より前記開口部の部材が薄いことを特徴とする請求項２記載の風力発電用風車。
  5. 請求項１記載のブレードの製造方法において、前記ブレードの少なくとも一部をアルミニウム合金の押出成形により製造することを特徴とする風力発電用風車の製造方法。
  6. 前記ブレードの前記前部をアルミニウム合金の押出成形により製造することを特徴とする請求項５記載の風力発電用風車の製造方法。
  7. 前記前部が中空部を有することを特徴とする請求項６記載の風力発電用風車の製造方法。
  8. 前記前部に、後側部材を連結する連結部を設けることを特徴とする請求項７記載の風力発電用風車の製造方法。
  9. 前記前部の厚さより前記後側部材が薄いことを特徴とする請求項８記載の風力発電用風車の製造方法。
  10. 前記連結部をアルミニウム合金の押出成形により製造することを特徴とする請求項８記載の風力発電用風車の製造方法。
  11. 前記連結部の端部に前記後側部材の厚さに対応した段部を設け、この段部に前記後側部材の前側を配置することを特徴とする請求項９記載の風力発電用風車の製造方法。
  12. 前記前部と前記連結部とを連結する連結手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の風力発電用風車の製造方法。
  13. 前記連結手段は、前記前部と前記連結部の一方に設けた嵌合部と、他方に設けた嵌合受部を備えることを特徴とする請求項１２記載の風力発電用風車の製造方法。
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