(57)【要約】【課題】  本願発明は、風力発電機に係り、特に場所をとらず、大型プロペラを使用することができて、自動車、船舶、建物、その他の建造物に設置して発電効率の高い、風力発電機を提供することを目的としている。【解決手段】  筐体２から突出されたプロペラ軸５の先端部に、プロペラ翼１１が装着された風力発電機であって、該風力発電機１の設置面Ｇに対して、プロペラ翼１１が傾斜して回転するように装着された、風力発電機１。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体から突出されたプロペラ軸の先端部に、プロペラが装着された風力発電機であって、該風力発電機の設置面Ｇに対して、プロペラ翼が傾斜して回転するように装着されたこと、を特徴とする風力発電機。  
【請求項２】
前記プロペラ翼は、風力発電機の設置面Ｇに対して３度〜４５度傾斜して回転するよう装着されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項３】
前記プロペラは、風力発電機の設置面Ｇである水平面に対してプロペラ翼が、３度〜４５度傾斜して回転するよう装着されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項４】
前記プロペラは、風力発電機の設置面Ｇである垂直面に対して、プロペラ翼が平面視で３度〜４５度傾斜して、回転するよう装着されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項５】
前記プロペラは、プロペラ翼の翼端部が、最大弦長部を境として、ナセル方へ傾斜された傾斜部が形成されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項６】
前記プロペラは、プロペラ翼の最大弦長部の板厚が、最大弦長の１５％〜３５％相当の厚みに形成されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項７】
前記プロペラは、プロペラ翼の筐体と対面しない広面の翼端縁部に、翼弦長方へ向いて長く、尾翼が形成されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。  
【請求項８】
前記筐体は、底の一部が下部の基板に傾倒可能に枢着され、該基板と筐体間に、筐体の傾倒度を調節する、傾斜調節具が介設されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項９】
前記筐体は、プロペラ翼の傾斜度を調節するため、基板の上にジョイントを介して揺動可能に装着されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１０】
前記筐体は方向舵が装着され、座台上に回転軸を介して旋回可能に配設されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１１】
前記筐体には、プロペラ翼を囲む風ガイドが配設され、該風ガイドは、その上板の後端部が、上反りに形成されて、排風口が導風口よりも大きく形成されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１２】
前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの上板には方向舵が配設され、方向舵に風を受けて、風ガイドの導風口を風上に向けるよう旋回可能に構成されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１３】
前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの上板及び側壁外面には太陽光発電パネルが張設されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１４】
前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの導風口には開閉扉が配設されたこと、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１５】
前記風力発電機の設置面Ｇは、動力車輛であること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【請求項１６】
前記風力発電機の設置面Ｇは、船舶であること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。  
【請求項１７】
前記風力発電機の設置面Ｇは、建造物であること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、風力発電機に係り、特に大型プロペラを使用することができて、自動車、電車などの動力車両、船舶、建物その他の建造物に設置することができ、発電効率の高い風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力発電機用の風車はプロペラ型と、縦軸型とがある。風車効率はプロペラ型が４５％、縦軸型が３５％とされている。従って、プロペラ型風車はプロペラ０軸が、水平に設定されるものとされている。
このいずれの風車も、例えば自動車に積載するには、風車部分が大きすぎて、実用に供するには問題がある。
例えば特許文献１のように、プロペラ軸を自動車の車体に横架したものもあるが、プロペラ翼の受風面積が小さく、翼長が短いので発電効率が低く、実用性は望めない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８０３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の風車による発電効率は、翼面積×風速の３乗とされ、プロペラ翼の面積が広いことと、高風速が要求される。従ってプロペラ翼や縦長羽根の面積が狭い風車を使用したものは発電効率が低い。
例えば同じ翼弦長のプロペラ翼で、直径５０ｃｍのプロペラの風車では、風速１２ｍ（時速４３．２ｋｍ）で発電量８０ｗ／ｈ、風速２４ｍ（時速８６．４ｋｍ）で発電量６４０ｗ／ｈであるが、直径２ｍのプロペラ風車なら、風速１２ｍ（時速４３．２ｋｍ）で発電量１２８．７ｗ／ｈ、風速２４ｍ（時速８６．４ｋｍ）で発電量１０２９６ｗ／ｈと飛躍的に増大する。
しかし、横軸プロペラ風車にしても、垂直軸縦長羽根風車にしても、自動車の大きさと交通上の問題から、大きなプロペラないし縦長羽根は、自動車には使用出来ないという課題がある。
この発明は、そのような実情に鑑みて、逆の観点から、大きなプロペラをどのように小さくするか、というテーマで研究を重ねて、この発明を完成した。
すなわち、プロペラ型風車はプロペラ翼を風向きに対して直角に置くと、風を直角に受けて抵抗が大きく、回転方向にマイナスのトルクがかかってしまうため、風車の出力よりもロスの方が大きくなってしまう。
それに対して、プロペラ翼を傾斜させると、プロペラ翼にかかる抵抗が減少し、抵抗が減少する分、回転効率が増加する。
また、プロペラ翼を傾斜させることによって、風車全体の高さを低くすることができて、自動車などに積載が可能になり、プロペラ翼にかかる抵抗を、減少させたことにより、車輛速度から効率良くエネルギーを得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、この発明は、プロペラ式風力発電機のプロペラ翼を、風力発電機の設置面Ｇに対して、３度〜４５度傾斜させて回転させることによって、プロペラ翼にかかる風の抵抗を減少させ、かつ風車全体の高さを低くし、大きなプロペラ式風力発電機を、乗物や建造物に設置できるようにした。
発明の具体的な内容は、次の通りである。
【０００６】
（１）  筐体から突出されたプロペラ軸の先端部に、プロペラが装着された風力発電機であって、該風力発電機の設置面Ｇに対して、プロペラ翼が傾斜して回転するように装着された、風力発電機。  
【０００７】
（２）  前記プロペラは、風力発電機の設置面Ｇに対して、プロペラ翼が３度〜４５度傾斜して回転するよう装着された、前記（１）に記載された風力発電機。
【０００８】
（３）  前記プロペラは、風力発電機の設置面Ｇである水平面に対して、プロペラ翼が３度〜４５度傾斜して、回転するよう装着された、前記（１）に記載された風力発電機。
【０００９】
（４）  前記プロペラは、風力発電機の設置面Ｇである垂直面に対して、プロペラ翼が平面視で、３度〜４５度傾斜して回転するよう装着された、前記（１）に記載された風力発電機。
【００１０】
（５）  前記プロペラは、プロペラ翼の翼端部が、最大弦長部を境として、筐体方へ傾斜された傾斜部が形成されている、前記（１）に記載された風力発電機。
【００１１】
（６）  前記プロペラは、プロペラ翼の最大弦長部の板厚が、最大弦長の１５％〜３５％相当の厚みに形成されている、前記（１）に記載された風力発電機。
【００１２】
（７）    前記プロペラは、プロペラ翼の筐体と対面しない広面の翼端縁部に、翼弦長方へ向いて長く、尾翼が形成された前記（１）に記載された風力発電機。
【００１３】
（８）  前記筐体は、底の一部が下部の基板に傾倒可能に枢着され、該基板と筐体間に、筐体の傾倒度を調節する、傾斜調節具が介設されている、前記（１）に記載された風力発電機。 
【００１４】
（９）    前記筐体は、プロペラ翼の傾斜度を調節するため、基板の上にジョイントを介して、揺動可能に装着されていること、を特徴とする請求項１に記載された風力発電機。
【００１５】
（１０）  前記筐体は、方向舵が装着され、座台上に回転軸を介して、旋回可能に配設されている、前記（１）に記載された風力発電機。    
【００１６】
（１１）  前記筐体には、プロペラ翼を囲む風ガイドが配設され、該風ガイドは、その上板の後端部が、上反りに形成されて、排風口が導風口よりも大きく形成されている、前記（１）に記載された風力発電機。   
【００１７】
（１２）  前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの上板には方向舵が配設され、方向舵に風を受けて、風ガイドの導風口を、風上に向けるよう旋回可能に構成された、前記（１）に記載された風力発電機。   
【００１８】
（１３）  前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの上板及び側壁外面には、太陽光発電パネルが張設された、前記（１）に記載された風力発電機。 
【００１９】
（１４）  前記筐体は、座台上で旋回可能に装着されるとともに、プロペラ翼を囲む風ガイドが固定され、該風ガイドの導風口には開閉扉が配設された、前記（１）に記載された風力発電機。
【００２０】
（１５）  前記風力発電機の設置面Ｇは、動力車輛である、前記（１）に記載された風力発電機。
【００２１】
（１６）  前記風力発電機の設置面Ｇは、船舶である、前記（１）に記載された風力発電機。  
【００２２】
（１７）  前記風力発電機の設置面Ｇは、建造物である、前記（１）に記載された風力発電機。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、次のような効果がある。
【００２４】
（１）  前記（１）に記載された発明の風力発電機は、プロペラ軸の上部に装着されたプロペラ翼を、風力発電機の設置面Ｇに対して、傾斜させて回転させるので、プロペラ翼の長さが長いものであっても、設置面Ｇに対するプロペラ全体の高さを、低くさせることができる。
その結果、例えば自動車の屋根を、風力発電機の設置面Ｇとして配設しても、風力発電機全体の高さを、低くすることができる。
その上で、翼長の長いプロペラ翼を使用することが出来て、受風面積が大きいので、自動車の走行とともに、大容量の発電をさせることができ、電気自動車に要する電力の一部を、走行しながら供給することができる。
プロペラ翼が、流動する風流の方向に対して傾斜しているとき、プロペラ翼の傾斜面に沿って流動する流体は、他よりも速度が早くなるために、その傾斜面に対して、他よりも多くの流体が集合して気圧がたかまり、プロペラ翼面に大きな抵抗を与えずに、プロペラ翼を回転方向へ力強く押して、回転速度を風速よりも早くさせる。その結果、移動する動力車輛の速度よりも、プロペラ翼の回転速度が早くなり、十分な発電をさせることができる。
プロペラ軸が水平な場合、垂直なプロペラ翼には直角方向の風流が当って抵抗となるが、プロペラ翼が傾斜されているとき、プロペラ翼に風流があたると、発電器におけるコギングトルクだけが抵抗となるため、風力を無駄なく利用することができる。
すなわち、自動車にプロペラ翼を垂直にして積載すると、プロペラ翼に当る風の抵抗は、風力発電機を積載している自動車の進行力に対する抵抗になるが、プロペラ翼が傾斜されていると、プロペラ翼に当る風流は、プロペラ翼を回転方向へ押すので、コギングトルクが自動車の進行力に対する抵抗となり、プロペラ翼の面に受ける抵抗は小さい。
このプロペラ翼の翼端部に傾斜部を形成すること、傾斜部の基部を最大板厚とし、最大弦長とすることで、発電効率を更に増大させることができる。
プロペラ翼は、傾斜の高い方を風上に向けることによって、風あたりが良くなり、また傾斜の低い背面方から風が当っても、プロペラ翼の上面に迎角があるために、風を受けて回転するので、ビルの屋上などに風力発電機を配設しても、風力発電機全体の高さを、低くして活用することができる。
【００２５】
（２）  前記（２）に記載された発明の風力発電機は、プロペラ翼が風力発電機の設置面Ｇに対して３度〜４５度傾斜されるので、風力発電機の設置される建造物や、風況に合わせて、プロペラ翼の傾斜角度を設定させ、プロペラ翼の傾斜の高い方を風上に向けると、プロペラ翼の筐体側の面に、風流がよくあたり、プロペラ翼が回転される。
【００２６】
（３）  前記（３）に記載された発明の風力発電機は、風力発電機の設置面Ｇが水平なので、プロペラ翼は水平に対して３度〜４５度傾斜されるため、プロペラ翼を垂直に配設出来ないような場所で、プロペラ翼を傾斜させて、設置面Ｇに対する風力発電機全体の高さを低くして、風力発電機を設置させることができる。
プロペラ翼の傾斜の高い方を風上に向けると、プロペラ翼の、筐体側の広面に風流がよくあたり、プロペラ翼が効率良く回転される。
【００２７】
（４）  前記（４）に記載された発明の風力発電機は、建造物の壁面など垂直面を、発電機の設置面Ｇにすることが出来るので、プロペラ翼は垂直面に対して３度〜４５度傾斜させることができる。
プロペラ翼を垂直に配設出来ない幅の狭い場所で、プロペラ翼を傾斜させて全体の幅を狭くし、風力発電機を設置させることができる。
プロペラ翼の傾斜の高い方を風上に向けると、プロペラ翼の、筐体側の面に風流がよくあたり、プロペラ翼が効率良く回転される。
【００２８】
（５）  前記（５）に記載された発明の風力発電機は、プロペラ翼の翼端部に筐体方へ向いて傾斜された、傾斜部が形成されているので、プロペラ翼が水平に近く傾斜されていても、傾斜部に風流を受けることができるため、回転効率を増加させることができる。特に傾斜部によって回転効率が一層たかまり、風速よりも早くプロペラ翼が回転するので、発電効率が高くなる。
【００２９】
（６）  前記（６）に記載された発明の風力発電機は、プロペラ翼の最大弦長部の板厚が、最大弦長の１５％〜３５％相当の板厚に形成されているので、回転時に最大弦長部で風流を受け、その部位で大きなコアンダ効果を生じさせて、受けた風流を高速化させて、反作用でプロペラ翼の回転効率が増大する。
【００３０】
（７）  前記（７）に記載された発明の風力発電機は、プロペラ翼の、筐体と対面しない広面の翼端部に、尾翼が弦長方へ長く形成されているので、プロペラ翼が風上に翼端部を向けているときでも、尾翼に風を受けて、プロペラ翼が回転するため、回転始動を早くすることができる。
【００３１】
（８）  前記（８）に記載された発明の風力発電機は、基板と筐体間に、筐体の傾倒度を調節する傾斜調節具が、介設されているので、傾斜調節具によって、プロペラ翼の傾斜度を、任意に調節することができる。
【００３２】
（９）  前記（９）に記載された発明の風力発電機は、筐体が基板上に揺動可能に装着されているので、設置場所によって基板を設置後、筐体を任意に揺動させて、プロペラ翼の傾斜度を調節して固定させることができる。
【００３３】
（１０）  前記（１０）に記載された発明の風力発電機は、設置面に設置する座台の上に、回転軸を介して筐体が旋回可能に配設され、また筐体に方向舵が装着されているので、風向が変化しても、方向舵に風を受けて筐体を旋回させ、プロペラ翼の向きを、風上に向けて変えることができる。
【００３４】
（１１） 前記（１１）に記載された発明の風力発電機は、筐体に風ガイドが配設され、その上板は、後端部が上反りに形成されて、排風口が導風口よりも大きく形成されているので、風ガイド下に入って、プロペラ翼や筐体に当って気圧が高くなった気流は、一気に大きな排風口の負圧方向へ抜けるため、高速化されて、プロペラ翼の回転速度を高める。
また、上板が後端部で上反りになっているため、コアンダ効果によって、風流は上反りになって通過するので、プロペラ翼における、筐体と対面する面に強い風流を案内して、プロペラの回転効率を高めることができる。
【００３５】
（１２）  前記（１２）に記載された発明の風力発電機は、風ガイドが配設された筐体が、座台上で旋回可能に配設され、風ガイド上の方向舵に風を受けると、全体が旋回されて、風ガイドの導風口が風上に向くので、ビルの屋上等に風力発電機が配設されていて、風向きが変ってもプロペラ翼に風があたり発電される。
【００３６】
（１３）  前記（１３）に記載された発明の風力発電機は、風ガイドの外面に、太陽光発電パネルが張設されているので、太陽光が当っている限り、太陽光による発電をさせることもでき、風力発電機を自動車に積載するとき、風力発電との併用でハイブリットカーとして、完全な性能を維持させることができる。
【００３７】
（１４）  前記（１４）に記載された発明の風力発電機は、建造物に風力発電機を設置するとき、台風など強風の吹くときは、導風口を開閉扉で閉塞させることによって、強風によるプロペラの破損などを、防止することができる。
【００３８】
（１５）  前記（１５）に記載された発明の風力発電機は、自動車、電車など動力車輛を、風力発電機の設置面Ｇとして配設するとき、動力車輛の進行に伴い、プロペラ翼に相対流があたり、自然風が吹いていなくても、容易に発電をさせることができる。またプロペラ翼全体が傾斜しているために、プロペラ翼にかかる風の抵抗を、小さくすることができ、また風力発電機全体の高さが低くなるので、交通の障害になりにくい。
【００３９】
（１６）  前記（１６）に記載された発明の風力発電機は、風力発電機の設置面Ｇを船舶として配設するとき、船舶の進行に伴いプロペラ翼に相対流があたり、自然風が吹いていなくても、容易に発電をさせることができ、漁り火など必要な電力を得ることができる。
【００４０】
（１７）  前記（１７）に記載された発明の風力発電機は、風力発電機の設置面Ｇとして、建物の屋上や壁面、橋梁、障壁、塔その他の建造物に配設するとき、プロペラ翼に風流があたると、風向きにかかわらず、容易に発電をさせることができる。また、プロペラ翼が傾斜しているために、風力発電機全体の高さが低くなるので、設置条件が緩和され、危険性も減少する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る風力発電機の側面図である。
【図２】本発明に係る風力発電機の平面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ端面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１でのプロペラ翼を９０度回転させたＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１でのプロペラ翼を９０度回転させたＢ−Ｂ断面図である。
【図７】建物に設置した風力発電機の側面図である。
【図８】実施例２を示す風力発電機の側面図である。
【図９】実施例３を示す風力発電機の側面図である。
【図１０】実施例３を示す風力発電機の平面図である。
【図１１】実施例４を示す風力発電機の側面図である。
【図１２】実施例５を示す風力発電機の平面図である。
【図１３】実施例５を示す風力発電機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。この発明は、プロペラ軸に固定されたプロペラ翼を、風力発電機の設置面Ｇに対して３度〜４５度傾斜させ、プロペラ翼の傾斜の高い方を風上にして、風力発電機を設置させる。
【実施例１】
【００４３】
この発明で言う風力発電機の設置面Ｇとは、自動車や電車等の動力車輛、船舶、建物、その他の建造物で風力発電機を設置する面をいう。
この発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本願発明に係る風力発電機の側面図、図２は風力発電機の平面図、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００４４】
図１において左方が正面で、プロペラ翼１１の傾斜の高い方を、風上（乗物では進行方向）に向けて、設置させる。
風力発電機１は、筐体２の下部に基板３が枢着されて配設され、基板３を水平に建造物等設置面Ｇに固定した後、傾斜調節具４で傾斜度が調節されて、筐体２全体を、垂直線Ｌに対して３度〜４５度傾斜させる。
【００４５】
図１において、プロペラ軸５は、垂直線Ｌに対して１７度に設定されている。従って、プロペラ翼１１の傾斜度は、風力発電機１の設置面Ｇに対して１７度に形成されている。プロペラ翼１１の翼長が２００ｃｍなら、プロペラ翼１１の傾斜の高い位置部分の高さは約７０ｃｍになる。
【００４６】
プロペラ翼１１の傾斜を、設置面Ｇに対して４５度にすると、プロペラ翼１１の高い位置の高さは、垂直時の高さの約３０％ほど低くなる。
プロペラ翼１１の傾斜を、設置面Ｇに対して３０度にすると、プロペラ翼１１の高い位置の高さは、垂直時の高さの約５０％ほど低くなる。
【００４７】
プロペラ翼１１の傾斜を、設置面Ｇに対して２０度にすると、プロペラ翼１１の傾斜の高い位置の高さは、垂直時の高さの約６５％ほど低くなる。
プロペラ翼１１の傾斜を、設置面Ｇに対して１０度にすると、プロペラ翼１１の傾斜の高い位置の高さは、垂直時の高さの約１５％になる。
【００４８】
従って、プロペラ翼１１の高さを、どのくらいまで低くするかによって、このプロペラ翼１１の傾斜角度が設定される。
一方、プロペラ翼１１の翼長を短くすると、風力発電機１の設置面Ｇに対しての傾斜角度を、大きくすることができるので、用途によって、プロペラ翼を長くするか、傾斜角度を大きくするかが選択される。
【００４９】
図１において、筐体２の内部には、プロペラ軸５が支持体６によって、回転自在に支持されている。符号７はベアリングであり、８は発電コイルである。
プロペラ軸５の上端部には、固定板５ａが固定され、該固定板５ａの上に、プロペラ９のボス部１０が固定されている。
【００５０】
プロペラ９は、ボス部１０からプロペラ翼１１が、放射方向へ突設されている。プロペラ翼１１の翼端部は、それぞれ下方へ向いて３５度〜４５度傾斜された、傾斜部１１ａが形成されている。プロペラ翼１１の枚数は２枚ないし６枚で、プロペラの大きさ、用途等によって選定される。
【００５１】
このプロペラ翼１１の傾斜部１１ａは、プロペラ翼１１が、水平に近く傾斜されている時でも、水平方向から吹く風流を受けて、回転力をたかめる。
特に設置面Ｇとしてビルの屋上に、風力発電機１が設置されて、側面方向や背面方向から風が吹いても、傾斜部１１ａによって風流が捕捉されるため、回転効率がたかまる。
【００５２】
図２に示すように、プロペラ９のボス部１０は、上部に椀状の凹部１０ａが形成されている。該凹部１０ａの内部に、筐体２における発電コイル８と対応する、磁石１２が環状に配設される。プロペラ９の回転に伴い、磁石１２の磁力線が発電コイル８に、間歇的に作用することによって発電される。
符号１３は、プロペラ軸５上部の支持板５ａに、プロペラ９のボス部１０を固定するネジである。ボス部１０の上には、図示しないキャップが装着される。
【００５３】
図２においてプロペラ翼１１は、翼端縁部に最大弦長部１１ｂが形成されている。該最大弦長部１１ｂの翼弦長は、プロペラ翼１１の回転半径の２５％〜５０％相当の幅に形成される。プロペラ翼１１の回転遠心方に、最大弦長部があるため、最大弦長部１１ｂに風を受けると、テコの原理も作用して回転効率が高まる。
【００５４】
また最大弦長部１１ｂにおける板厚は、最大弦長の２０％〜４０％相当の板厚を持つ厚翼に形成される。図３に示すように翼断面は略魚形型であり、回転前部に最大板厚部１１ｃがあるため、プロペラ翼１１が回転すると、最大板厚部１１ｃでコアンダ効果（流体が物体にあたると、その物体の体積分だけ、物体の周囲形に沿って流れの向きが変って加速して流れ、加速された分、圧力が小さく負圧になるという自然法則がある。）が大きく生じる。
【００５５】
図３は図１におけるＡーＡ断面図である。回転前端部１１Ａと回転後端部１１Ｂとを結ぶ翼キャンバー線Ｔは、回転軸心線Ｓに直角な回転方向線ｆに対して、７度、回転後端部１１Ｂが背面方へ傾斜されている。
この翼キャンバー線Ｔは、回転方向線ｆに対して、０．５度〜１５度の範囲で設定される。これは最大板厚部１１ｃと、回転後端部１１Ｂとを結ぶ下面線ｔが、傾斜しているので、その傾斜の度合いを見て調節される。
【００５６】
図３において、プロペラ翼１１の正面からＡ矢示風が当るとき、Ａ矢示流は、プロペラ翼１１の下側斜面を、翼端部から翼根方へ高速で滑走する。その結果、他域よりもプロペラ翼１１の下側斜面域は負圧になる。
すなわち、図１においてプロペラ翼１１の翼端部ｏから、翼根部ｐに至る傾斜面の長さは、翼端部ｏの直下のｑから、水平での翼根部ｐまでの距離よりも長くなっているので、点ｑー点ｐよりも点ｏー点ｐを流れる速度が早くなり、負圧になる。
【００５７】
その結果、このプロペラ翼１１の下側斜面域に、常圧流が押し寄せて、風量と気圧をたかめる。
その場合、図３において、回転後端部１１Ｂの方が、回転前端部１１Ａよりも正面から遠くにあるので、Ａ矢示流はａ矢示流となって、翼根方へ寄りながら回転後方へ滑り、Ｘ矢示方向の常圧流を招くことから、プロペラ翼１１は回転方向（図３の左方）へ、気圧の差によって強く押されて回転する。
【００５８】
図３において、プロペラ翼１１の回転に伴い、回転前端部１１Ａにあたる相対流Ｂは、プロペラ翼１１の上下面に分岐されて、コアンダ効果により高速化されて、ｂ矢示流とｃ矢示流になって合流し、プロペラ翼１１の後部の気圧をたかめる。同時に、プロペラ翼１１の上下面に、コアンダ効果によって生じる負圧流に対して、周囲の常圧流が押寄せて、プロペラ翼１１を回転方向へ、気圧の差によって強く押して回転させる。
【００５９】
図４は図１におけるＢ−Ｂ断面図である。この場合も、Ａ矢示流は、ａ矢示流となる。特にプロペラ翼１１の傾斜部１１ａに当って、下方の回転後方へ滑ることから、この傾斜部１１ａの下面域に、周囲の常圧流が押寄せて、プロペラ翼１１を回転方向へ、気圧の差によって強く押して回転させる。
【００６０】
図１におけるプロペラ翼１１を９０度回転させると、それぞれの高さは同じ高さになる。図５は、図１におけるプロペラ翼１１を、反時計回りで９０度回転させた状態でのＡ−Ａ断面図で、図６はＢ−Ｂ断面図である。
【００６１】
図５において、風力発電機の設置面Ｇに直角に交差する垂線Ｌに対して、回転軸心線Ｓは、上部が回転後方へ７度傾斜されているので、回転前端部１１Ａと、回転後端部１１Ｂとを結ぶ翼キャンバー線Ｔは、前記風力発電機の設置面Ｇに対して、並行となる。
【００６２】
従って正面前方から、プロペラ翼１１の回転前端部１１Ａへ当るＡ矢示相対流は、プロペラ翼１１の上下面に分岐されて流れ、コアンダ効果によって高速、負圧化されて回転後端部１１Ｂへ、ａ矢示流とｂ矢示流になって流動する。
【００６３】
この時、プロペラ翼１１の上下面におけるａ矢示流とｂ矢示流に、周囲から常圧流が押寄せて、プロペラ翼１１を回転前方へ押す。
また後方へ流れたａ矢示流とｂ矢示流は合流して、気圧が高まるので、その高圧気流は、プロペラ翼１１の回転後端部１１Ｂを、回転前方へ押して回転させる。
【００６４】
図５において、プロペラ翼１１の回転前部に当るＡ矢示流は、プロペラ翼１１の上下面に分岐され、高速、負圧化されて回転後端部１１Ｂでｂ矢示流、ｃ矢示流となって合流する。
【００６５】
これによって、プロペラ翼１１の回転後端部１１Ｂの後部において、気圧がたかまり、プロペラ翼１１は回転前方へ強く押される。同時に、負圧流の流れるプロペラ翼１１の上下面には、後方から常圧気流Ｘが押寄せて、プロペラ翼１１を回転前方へ、気圧の差によって強く押して回転させる。
【００６６】
図６は、図１におけるプロペラ翼１１を、９０度回転させた状態でのＢ−Ｂ断面図である。この図６において、翼キャンバー線Ｔは、回転軸心線Ｓが７度傾斜していることによって、風力発電機の設置面Ｇに対して１４度の傾斜となる。
プロペラ翼１１にＡ矢示流を受けると、下面における最大板厚部１１ｃと、回転後端部１１Ｂとを結ぶ下面線ｔが、回転方向線ｆに対して１４度の角度の迎角となるために、プロペラ翼１１は、回転前方へ強く押出されて回転する。  
【００６７】
プロペラ翼１１の回転に伴って、図６において回転前端部１１Ａに当る相対流Ｂ矢示は、プロペラ翼１１の上下面に分岐されて、コアンダ効果により、高速、負圧化されてａ矢示流とｂ矢示流になり、回転後部で合流して気圧が高まり、プロペラ翼１１を回転前方へ押して回転させる。
また、プロペラ翼１１の上下表面に生じる、負圧の流体に向かって、常圧流がプロペラ翼１１の回転後方から押寄せて、プロペラ翼１１は気圧の差によって、回転前方へと強く押出されて回転する。
【００６８】
このプロペラ翼１１は、翼端部に傾斜部１１ａがあること、その傾斜部１１ａの基部は最大弦長部１１ｂであり、受風面積が広いために、プロペラ翼１１が水平に近く傾斜されていても、風流が多く当り回転効率を高める。
更に最大弦長部１１ｂにおいて、最大板厚部１１ｃがあるために、コアンダ効果が大きく生じ、プロペラ翼１１の回転効率を高める。
【００６９】
このように、従来は垂直にして使用されるプロペラ翼１１を、水平に近く傾斜させても、このプロペラ翼１１は、風を受けさえすれば回転して、発電をさせることができる。
特に、プロペラ翼１１を垂直として自動車に積載するとき、風流がプロペラ翼１１に直角に当って、プロペラ翼１１に対する抵抗が大きく、そのことは自動車の進行力に大きく負荷を与え得ることになる。
【００７０】
しかし、本発明のように、プロペラ翼１１が水平に近く傾斜されている場合、プロペラ翼１１に当る風流は、発電機のコギングトルクの抵抗を受けるだけで、プロペラ翼１１を回転させるので、風力を有効に利用することができる。同時に自動車の進行力への抵抗は小さい。
【００７１】
図７は、建造物１４の壁面１４ａを設置面Ｇとして、風力発電機１を設置した状態を示す。すなわち、屋上に設置できず、またＡ矢示風しか利用出来ない場合を示す。このように垂直面を設置面Ｇとして設置することができる。これはビル風を利用することができ、また上昇気流を利用することもできる。
この場合、プロペラ翼１１の設置面Ｇに対する傾斜角度は、最大４５度にすることができる。
【実施例２】
【００７２】
図８は、実施例２を示す風力発電機の側面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例２の風力発電機１は、座台１８上に回転軸１７を介して、筐体２が旋回可能に装着されている。筐体２の傾斜度は傾斜調節具４によって調節される。
【００７３】
前記筐体２には、側面に方向舵２０が固定されている。該方向舵２０は、平面視で筐体２の左右側に配設される。左右方向舵２０の後部の対向間隔を広げて配設されると、微妙な風の変化を捕らえて、風上方へプロペラ翼１１の傾斜の高い方を向けるので、風力発電機１を建造物などに設置して、風向きが変っても、風を追って効率良く発電させることができる。
【実施例３】
【００７４】
図９は、風力発電機１の実施例３を示す側面図で、風力発電機１を、自動車１４の屋根を設置面Ｇとして、配設したもので、図１０は平面図である。
図９において、符号１５は風ガイドである。風ガイド１５は、上板１５ａがプロペラ翼１１の上面に沿って、後部で上反りに高く設定され、前部の導風口１５ｄの大きさよりも、後部の排風口１５ｅの方が大きく設定されている。
【００７５】
風力発電機１の、自動車１４への積載については、前記基板３を自動車１４の屋根に、ネジ止めその他任意の方法で固定させる。プロペラ翼１１の角度は、傾斜調節具４で調節する。高速道路では、プロペラ翼１１を水平に対して３度〜５度など、水平に近くしても高速風を受けるので、効率良く発電される。
【００７６】
筐体２内の発電器から、図示しないコードを、自動車１４車体内の図示しないバッテリまで引いて接続する。
自動車１４の横幅は２ｍ前後であるので、回転半径１ｍのプロペラ翼１１であっても、図９に示すように高さが高くならない。と同時に、縦軸風車よりも回転効率の高いプロペラ風車の特長を、利用することができる。
【００７７】
自動車１４が走り出し、例えば時速４４ｋｍで走行すると、プロペラ翼１１に当る相対流Ａは、風速約１２ｍの風に相当する。時速９０ｋｍで走行すると、風速２４ｍの風が当るのと同じ強い風力が、プロペラ翼１１にあたり、大きな発電力が得られる。
【００７８】
この場合、プロペラ翼１１は、水平面に対して約１７度傾斜されているとき、これはプロペラ翼１１の受風面が、迎角１７度を持つものと同じになり、無条件でプロペラ翼１１は回転され、発電される。水平に流動する相対流に対して、プロペラ翼１１は傾斜されているので、プロペラ翼１１に受ける抵抗は小さい。
【００７９】
このプロペラ翼１１の傾斜角度が１７度をこえると、プロペラ翼１１の高さが高くなるので、自動車用としては傾斜させる意味が薄くなる。また傾斜角度が３度以下になると、受風面積が狭くなり回転効率が低下する。  
【００８０】
風ガイド１５は、導風口１５ｄが大きくても、風ガイド１５の中に入る風流は、プロペラ翼１１や筐体２にあたり、圧縮されて気圧が高まるため、風ガイド１５後部の排風口１５ｅを大きくすると、後部の空気は比較の上で負圧となり、中の気流は高速で外方へ抜ける。
【００８１】
また、風ガイド１５の下域で筐体２にあたる気流は、コアンダ効果で高速となり、後外方へ抜けるので、その高速流によってプロペラ翼１１は、回転速度を加速される。この場合、図９において、自動車１４の前窓ガラスに沿って、後上方へ移動する気流Ａ矢示は、コアンダ効果により高速で後上方へ昇り、プロペラ翼１１の前下面へ突当り、プロペラ翼１１を強く回転させる。
【００８２】
これによって、正面前方から風ガイド１５内に入るＡ矢示流は、上板１５ａの下面に沿って後方へ流れ、コアンダ効果によって、上板１５ａに沿って上反りに、高速なａ矢示流となって出て行くので、高速風流をプロペラ翼１１の下面、特に傾斜部１１ａの下面に強く当て、回転させることができる。
【００８３】
プロペラ翼１１の翼端部に、傾斜部１１ａが形成されたプロペラ翼１１は、図７においてＡ矢示流は、プロペラ翼１１の上方へ抜けずに、横に流れて図３におけるｂ矢示流になることから、プロペラ翼１１の下面域の気圧は高まり、プロペラ翼１１の回転速度を高めつつ、図９においてｄ矢示流となって外へ抜ける。
【００８４】
この実施例の風力発電機１は、全体の高さを低くすることができるので、例えばトンネルや、地下鉄等の地下道の出入口の天井部分、足下、或いは側壁面などに配設して、地下道内に外から流入する高速風流を、利用することができる。
また、崖や山の斜面などで上昇気流を利用することもできる。
【実施例４】
【００８５】
図１１は実施例４を示す風力発電機の側面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例４は、筐体２を風向きにより旋回可能にしたものである。風力発電機１の筐体２内には、プロペラ翼１１の回転によって発電をする、図示しない発電器が内設されている。
【００８６】
筐体２には風ガイド１５が、基板３を介して固定されている。筐体２の下に配した基板３の下に、回転軸１７が固定されて、該回転軸１７は、座台１８に回転可能に支持されている。基板３を建造物等の設置面Ｇに固定したとき、筐体２の傾斜度は傾斜調節具４で調節される。
【００８７】
風ガイド１５の上板１５ａの上面、並びに側壁１５ｂ外面には、太陽光発電パネル１９が張設されている。太陽が照っている間は太陽光発電パネル１９によって発電されるので、図示しないコードを介して、図示しない蓄電池に蓄電させる。
また上板１５ａの後端縁部に、方向舵２０が立設されている。これによって、風向きが変化しても、方向舵２０に風を受けると、風ガイド１５ともども筐体２も旋回して、プロペラ翼１１を風上に向けることが可能となる。
【００８８】
図１１において、風ガイド１５の導風口１５ｄには、図示しない開閉扉（シャッター、シート）を配設することができる。台風の時や風力発電機１を止めたい時には、開閉扉をもって導風口１５ｄを閉塞させることによって、プロペラ９の回転を停止させ、強風によるプロペラ翼１１の破損を防止することができる。
【００８９】
風力発電機１を建造物に設置する場合、風力発電機の高さが建築基準法などで規制がある場合、プロペラ翼１１が傾斜されていて、風力発電機１全体の高さが低いことによって、設置が可能になるし、危険性も減少される。
【００９０】
建造物の上に風力発電機１を設置すると、風向きの制限があるが、この実施例４では、風向きが変ると、方向舵２０によって風ガイド１５の向きが変って、導風口１５ｄを風上に向けて風を追うので、プロペラ翼１１は風向きが変っても回転する。
この風力発電機１が動力車輛１４に設置されるとき、太陽光発電と、風力発電の併用により、ハイブリッドカーが完全に維持される。
【実施例５】
【００９１】
図１２は、実施例５を示す風力発電機の平面図、図１３は側面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。
筐体２の中には、図示しない発電器が収容されている。この実施例５では、プロペラ翼１１の翼端縁部上面に、平面略魚形の尾翼１１ｄが、弦長方へ長く形成されている。
【００９２】
プロペラ翼１１にＡ矢示風が当るとき、尾翼１１ｄの側面にもＡ矢示風流が当って、上方を向くａ矢示流となり、プロペラ翼１１の回転を始動させる。
プロペラ翼１１が回転すると、尾翼１１ｄの回転前部に当る相対流Ｂは、尾翼１１ｄの内外側面に沿って、コアンダ効果で高速化されて、ｂ矢示流、ｃ矢示流となり、後方で合流して気圧を高めることから、プロペラ翼１１を回転前方へ押して回転させる。
【００９３】
また、この実施例５では、筐体２の下の基板３の上に、ユニバーサルジョイント１６を介して、筐体２が配設されている。すなわち、風力発電機１を設置する設置面Ｇが傾斜している場合、基板３を固定させた後に、筐体２を任意の傾斜角度に調節させて、その角度を図示省略した傾斜調節具で固定させることができる。
【００９４】
なお、この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすることができる。各実施例は、それぞれの一部を組合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
この発明は、プロペラ翼の長いプロペラ式風力発電機を、自動車や船舶、建造物などに設置することができ、また風力発電機の設置高さを低くして、建造物に設置することができるため、電気自動車や建造物等の電力供給に、利用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１．風力発電機
２．筐体
３．基板
４．傾斜調節具
５．プロペラ軸
５ａ．固定板
６．支持体
７．ベアリング
８．発電コイル
９．プロペラ
１０．ボス部
１１．プロペラ翼
１１ａ．傾斜部
１１ｂ．最大弦長部
１１ｃ．最大板厚部
１２．磁石
１３．固定ネジ
１４．建造物（自動車）
１５．風ガイド
１５ａ．上板
１５ｂ．側板    
１５ｃ．前下板
１６．ジョイント
１７．回転軸
１８．座台
１９．太陽光発電パネル
２０．方向舵
Ｔ．翼キヤンバー線
ｔ．下面線
ｆ．回転方向線
Ｇ．設置面
Ｓ．回転軸心線
【図１】
2010159657.tif 000003
【図２】
2010159657.tif 000004
【図３】
2010159657.tif 000005
【図４】
2010159657.tif 000006
【図５】
2010159657.tif 000007
【図６】
2010159657.tif 000008
【図７】
2010159657.tif 000009
【図８】
2010159657.tif 000010
【図９】
2010159657.tif 000011
【図１０】
2010159657.tif 000012
【図１１】
2010159657.tif 000013
【図１２】
2010159657.tif 000014
【図１３】
2010159657.tif 000015