(57)【要約】【課題】長尺のロータブレードの重量と剥離特性を最適化する解決策を提案する。【解決手段】本発明は、ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータのロータブレードに関し、当該ロータブレードは、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、ブレード付根部からブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、この際、各翼型断面は、ブレード前縁部からブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、この際、取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少する。更に本発明は、風力発電装置のロータ、並びに対応の風力発電装置に関する。【選択図】図３
2019517639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータのロータブレードであって、
ロータハブに固定するためのブレード付根部と、
前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、
前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、
前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、
前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、
前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、
各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、
前記取付角は、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること
を特徴とするロータブレード。
【請求項２】
前記外半径に関して６０％よりも大きい領域内で少なくとも部分的に、前記翼型断面は、０.２５よりも大きい値を有する相対的な翼型厚さを有すること
を特徴とする、請求項１に記載のロータブレード。
【請求項３】
前記取付角は、前記外半径に関して３５％から６０％までの前記ブレード中央領域内で増加すること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のロータブレード。
【請求項４】
前記取付角は、前記外半径に関して３５％と８０％の間の領域内で、局所的な極大値を有すること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項５】
前記取付角は、前記外半径に関して８０％と１００％の間の領域内で、局所的な極小値、特に絶対的な極小値を有すること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項６】
前記翼弦の前記取付角は、全ロータブレード長にわたり正であること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項７】
前記取付角は、前記外半径に関して３０％と４０％の間の領域内で４°の値をとり、前記外半径に関して４５％と６０％の間の領域内で５°の値をとり、前記外半径に関して８５％と９５％の間の領域内でほぼ１°の値をとること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項８】
前記ブレード内側領域は、前記外半径に関してほぼ３５％の半径に至るまで延在すること
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項９】
４０％の半径位置における前記取付角に対する、ほぼ６０％の半径位置における前記取付角の比率は、１.２よりも大きく、好ましくは１.５よりも大きく、特に２よりも大きいこと
を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項１０】
前記ブレード先端領域は、前記外半径に関して６０％よりも大きい半径において延在すること
を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項１１】
ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置のロータであって、
前記ロータが請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロータブレードを少なくとも１つ有すること
を特徴とするロータ。
【請求項１２】
空気力学的なロータを有する、電流を発生させるための風力発電装置であって、
前記ロータは、少なくとも１つのロータブレードを有し、
前記ロータブレードは、
ロータハブに固定するためのブレード付根部と、
前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、
前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、
前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、
前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、
前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、
各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、
前記取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること
を特徴とする風力発電装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロータブレードを少なくとも１つ及び／又は請求項１１に記載のロータを有する、請求項１２に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置のロータのロータブレードに関する。また本発明は、風力発電装置の対応のロータに関する。更に本発明は、対応の風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は、一般的に知られており、今日で最も見受けられる風力発電装置のタイプは、所謂水平軸型風力発電装置である。そのような風力発電装置では、実質的にロータ面内に配設されたロータブレードを有するロータが、実質的に水平の回転軸線の周りで回転する。通常、風力発電装置は、平均的な風速に対して設計され、この際、ロータブレードの長さないし半径、並びに風力発電装置の設置場所における平均的な風速は、風力発電装置により発生される出力と関連している。
【０００３】
専門家は、ロータブレード縦軸線におけるロータブレード上の位置を、ロータの外半径に関するそれぞれの位置の半径としても特徴付けている。それによりロータブレード上の該当位置は、０から１までの範囲内の値を有する半径として記載することができる。ロータブレードに沿った位置を記述するために半径を使用することは、ロータブレードがそれらの規定通りの使用において風力発電装置のロータに取り付けられるために設けられているということに基づいている。つまりロータブレードは、ロータに常に固定的に配設されており、それにより基準値として半径の使用が考慮されている。規格化された半径は、ロータの中心点において、即ちロータ回転軸線において、値０（零）を有する。ロータの最も外側に位置する点を特徴付けるブレード先端部において、規格化された半径は、値１（一）を有する。
【０００４】
低い平均的な風速を有する所在地も経済的に魅力的にするために、新たに開発すべき風力発電装置におけるロータブレードの長さないし半径は、更に一層増加される。風力発電装置のためのロータブレード設計では、ロータブレードの幾何学形状と、並びに翼型（プロフィール：断面形状）との関連でロータブレードの空気力学的な特性とが定められる。ロータブレード設計の重要な幾何学形状的なパラメータは、ブレード深さ（ブレード奥行）、フレード厚さ、それらから得られる相対的なブレード厚さ、並びに幾何学形状的な取付角（Einbauwinkel）である。ロータブレードの空気力学的な特性は、実質的にロータブレードの翼型の形、即ち幾何学形状に依存する。この際、翼型断面は、ロータブレード縦軸線に対するロータブレードの直角方向の断面を特徴付けている。またロータブレードの半径と共に変化する回転速度に基づき、従ってロータブレードの半径と共に変化する流入角（Anstroemwinkel）に基づき、翼型断面の形を、半径が大きくなると共に変更すること、即ち変化する回転速度へ適合させることも、目的に適っている。
【０００５】
そのような翼型は、ロータブレードの運動方向において、即ちロータブレードの回転方向において、翼型前縁部と、翼型前縁部とは反対側にある翼型後縁部を有する。翼型ノーズとも称することのできる翼型前縁部は、ノーズ半径とも称される前縁部半径により特徴付けられており、この際、翼型後縁部は、多くの場合、所定の角度で先が尖っている。翼型前縁部から翼型後縁部への接続直線は、翼弦（コード）と呼ばれる。翼型前縁部から翼型後縁部までの間隔は、翼型深さと呼ばれる。
【０００６】
翼型の上側面部、即ち吸引側面部（負圧側面部 Saugseite）と、翼型の下側面部、即ち圧力側面部（正圧側面部 Druckseite）との間の最大の拡がりは、翼型厚さと称される。翼型深さに対する翼型厚さの比率は、相対的な翼型厚さと称される。つまり相対的な翼型厚さは、翼型が大きい厚さ及び／又は小さい深さを有すると、大きくなる。
【０００７】
運転時には、空気が翼型の周りを流れる。この際、その結果として空気が翼型前縁部へ当たる方向は、流入方向（Anstroemrichtung）と称される。結果として得られるこの方向は、翼型の周速と、風力発電装置へ当たる風速と風向きとから合成される。この際、翼弦と流入方向の間の角度は、翼型の仰角（Anstellwinkel）と称される。
【０００８】
翼型は、翼型が働くべき所定の運転領域に関して設計される。この際、運転領域は、とりわけ期待すべき流入速度により特徴付けられている。翼型の設計は、最大仰角に関しても行われる。比較的高い回転速度に基づき、結果として得られる流入方向と流入速度も変化するので、それにより翼型の仰角も変化する。局部的な仰角は、最終的にロータブレードの局部的な揚力と抗力を決定する。とりわけ局部的な仰角は、風力発電装置のどの運転状態でも、局部的な正の失速角（ストール角  Stallwinkel）よりも小さいことが顧慮されるべきであり、この失速角では、典型的に揚力が強く減少し、抗力が明らかに増加し、それにより空気力学的な質の良さが著しく劣化する。
【０００９】
正の失速とは、正の有効仰角が高いことにより翼型の吸引側面部上の気流が剥離する気流状態として表される。剥離は、正しく設計された翼型において、翼型後縁部で始まり、有効仰角が更に増加すると共に翼型前縁部の方向へ移っていく。この気流状態は、ロータブレード設計により、特に風力発電装置の各運転状態に対して取付角を適切に選択することにより回避することができる。
【００１０】
取付角は、ロータブレードを捩ることにより流入状況に対して適合される。この際、取付角とは、翼弦と静止状態のロータ面との間の角度として理解される。
【００１１】
現代の風力発電装置は、ロータブレード全体をロータブレード縦軸線の周りで回転することにより翼型の仰角を運転中に変更可能とする所謂ピッチ調節装置を有する。簡単に表現すると、ピッチ調節装置によりロータブレードの取付角が変更される。
【００１２】
ロータブレードの長さないし半径を大きくする場合には、例えばロータブレードの空気力学的な特性にも作用を及ぼすロータブレードの十分な剛性を保証するために、機械的な特性も適合されなくてはならない。しかしロータブレードの純粋な補強は、ロータブレードの重量を著しく増加させることになる。
【００１３】
ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権出願について、先行技術として、下記特許文献１、下記特許文献２、下記特許文献３、下記特許文献４、下記特許文献５、下記特許文献６を調査した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】DE 10 2008 052 858 A1
【特許文献２】DE 10 2009 060 650 A1
【特許文献３】US 2014/0119915 A1
【特許文献４】US 2014/0286787 A1
【特許文献５】EP 0 100 131 A1
【特許文献６】EP 2 840 255 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って本発明の基礎を成す課題は、上記の問題点の少なくとも１つに対処することである。特に長尺のロータブレードの重量と剥離特性を最適化する解決策が提案されることが望まれる。また少なくとも、これまでのロータブレードに対し、代替的な解決策が提案されることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明により、請求項１に記載のロータブレードが提案される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータの本発明によるロータブレードは、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、ブレード付根部からブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、この際、各翼型断面は、ブレード前縁部からブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、この際、取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少する。この際、本発明の更なる説明において、取付角は、ピッチングされていない運転状態、即ちロータブレードが風を避けるように回転されてはいない状態に関連している。そのような状態は、特に下方の部分負荷運転時に発生する。
【００１９】
この際、ブレードは、ブレード付根部において、単に一例を述べると、６０°の値をもつことのできる大きい取付角を有することができる。そしてこの取付角は、ブレード先端部に向かって先ずは更に減少する。しかし取付角は、ブレード先端部に到達する前、即ちブレード中央領域内で再び増加する。そして取付角は、それから更にブレード先端部の方に位置する翼型断面において、取付角がブレード先端部の近傍で又はブレード先端部でその最小値に達するに至るまで、再び減少する。
【００２０】
ロータブレードは、特にロータブレード上の各点の軌道速度、即ち各翼型断面の軌道速度が、回転軸線までの間隔（距離）の増加と共に増加し、それにより局所的な流入方向が、回転軸線までの間隔の増加と共に連続的に変化するので、捩られている。この捩れにより仰角を全半径にわたりできるだけ一定に保つことができる。
【００２１】
さてしかし、仰角をロータの全半径にわたり一定に保たないことが有利であり得ると認識された。この際、失速を回避することが重要であることも認識された。ところが失速は、翼型ないし翼型断面に依存する。特に、厚い翼型は、比較的薄い翼型の場合よりも、比較的小さい仰角で既に失速の傾向にあり得ることが全般的に認識された。従って厚い翼型には、比較的薄い翼型に対するよりも小さい仰角を設けることが有意義であり得る。
【００２２】
そのことから、局部的に仰角を減少させるために取付角をブレード中央領域内で再び増加させるという提案が導き出された。軌道速度の増加を考慮するために、ロータ回転軸線から始まり、取付角は、回転軸線からの間隔の増加と共に先ず減少することが認識された。しかしブレード中央領域内では、取付角の増加により初めて達成されるような小さい仰角を選択することが可能である。そして回転軸線まで更に間隔を有することで、再びより大きい仰角が選択され、及び／又は軌道速度の増加が再びより強く考慮され、それにより取付角が再びより小さく選択される。
【００２３】
この際、ロータブレードの構造的な特性、特にロータブレードの質量、従って風力発電装置へ作用する荷重は、高い相対的な翼型厚さを有する翼型がブレード先端部の方向に更に外側へ移され、つまりロータブレードがブレード中央領域内で及び／又はブレード先端領域内で部分的に比較的高い相対的な翼型厚さを有すると、減少され得るという認識も基礎とされている。
【００２４】
特にブレード先端部の方向に外側へ厚い翼型を移すことにより、既に小さい仰角で失速が発生してしまうという説明した作用が生じることになる。ブレード中央領域内の厚い翼型における気流剥離の発生は、取付角の提案された推移経過により回避することができる。特に出力を支え且つ音響的に敏感な領域において発生していた後縁部剥離は、提案された解決策により回避可能であり、また同時により軽量で、特にこの際、より大きいブレードを創作することができる。
【００２５】
更に、例えば風力発電装置の騒音の減少された運転のために定格回転数を減少した運動モードのためには、取付角が所定の部分領域内でのみ増加されるのであれば、全ロータブレードの最大で必要なピッチ角を減少することができるということが認識された。つまり取付角が、最初に失速を考慮すべきである危険（kritisch）な範囲において、そこではもはや簡単には失速を考慮しなくてよいように変更されるのであれば、全ロータブレードのピッチングは、全体としてより少なくて済む。つまりそうでなければこの危険な範囲は、全ブレードの最大で必要なピッチ角を決定する。従って本発明によるロータブレードは、運転時の有効仰角を減少させるために、中央領域内で取付角の増加を有する。ブレード先端部に向かい、相対的な翼型厚さは再び減少し、それにより取付角も、より小さくなることができる。それ故、本発明により、取付角がブレード付根部の領域内で大きく且つブレード縦軸線に沿って先ず減少し、引き続き所定の領域内で再び増加し、引き続き再び減少するという取付角の推移経過が得られる。運転時のロータブレードにおける気流の剥離は、取付角の本発明によるこの推移経過により、相対的なブレード厚さが増加された中央領域内でも防止される。
【００２６】
ロータブレードの更なる一構成は、外半径に関して６０％よりも大きい領域内で少なくとも部分的に、翼型断面が、０.２５よりも大きい値を有する相対的な翼型厚さを有することを提案する。ブレード先端領域の方向に高い相対的な翼型厚さを移すことにより、重量と質量と構造特性に関してロータブレードの改善が達成される。このようにして長尺のロータブレードを極めて僅かな重量で実現することができ、この際、同時に、特に相対的なブレード厚さが増加された中央領域内でロータブレードにおける気流の剥離が防止される。従って取付角の推移経過の提案された解決策により、ロータの６０％の外側でも比較的厚い翼型を実現することができる。それにより比較的長尺のロータブレードが実現可能である。
【００２７】
ロータブレードの一実施形態は、取付角が外半径に関して３５％から６０％までのブレード中央領域内で増加することを提案する。より大きい半径領域の方向へ高い相対的な翼型厚さを移すことにより、高い相対的な翼型厚さを有するこれらの領域内では、その翼型断面に対する限界仰角、即ち最大許容の仰角が低下する。しかし取付角の増加がこの作用に対抗する。翼型の取付角の増加により運転時に有効仰角は低下する。それによりこの領域内の気流の剥離は防止される。それにより３５％から６０％までのこの領域内では、大きい厚さを有するロータブレード部分を作ることが可能であり、それにより良好な支持構造と比較的少ない重量を有するロータブレードを長尺に構成することができる。それによりこの中央の領域内でそうでなければ常に極めて薄く構成されていた従来のロータブレードに対し、構造的な改善を達成することができる。
【００２８】
従ってブレード中央領域は、外半径に関してほぼ３５％から６０％までの半径において延在する。この領域内の取付角の増加は、ブレードの比較的大きい半径領域内へ大きい相対的な翼型厚さを移すことにより発生する作用を補償可能であることが認識された。それに加え、この半径領域にわたる相対的な翼型厚さの増加は、特に長くされたロータブレードの構造的ないし機械的な特性のための利点をもたらすことが認識された。この際、３５％から８０％までの領域内では、厚い翼型の使用により構造改善を達成することができる。この際、３５％から６０％までの上記の領域内で、８０％に至るまでは必要ないが、取付角の増加が提案される。それによりそこでは僅かな重量で高い剛性が達成される。更に外側の領域内、即ち８０％を超える位置でのロータブレードの肉厚化を回避することができる。従って３５％から８０％までのこの半径領域内へ高い相対的な翼型厚さを移すことにより、増加された剛性を有する単純に長くされたロータブレードに対し、ロータブレードの質量を減少させることができる。しかし比較的高い翼型厚さは、気流が剥離する以前に、この領域内で最大許容の仰角の減少をももたらす。それにより気流の剥離を防止することを目的として運転中に有効仰角を減少させるために、この領域内の取付角を増加することが提案される。
【００２９】
本発明によるロータブレードの一構成において、取付角は、外半径に関して３５％と８０％の間の領域内で、局所的な極大値を有する。局所的な極大値は、ブレード中央領域内の取付角の上昇を反映したのものであり、比較的高い半径領域内における高い相対的な翼型厚さを可能とする。局所的な極大値のこの領域内では、対応して肉厚の翼型と、それにより構造的に強い領域が可能とされる。
【００３０】
ロータブレードの更なる一構成は、取付角が、外半径に関して８０％と１００％の間の領域内で、局所的な極小値、特に絶対的な極小値（最小値）を有することを提案する。ブレード先端部の方向へ、相対的な翼型厚さはブレード中央領域から減少し、それにより翼型は、ブレード先端部に向け、再びより薄くなる。肉薄の翼型は、高い最大仰角を可能とする。それにより取付角は、ブレード先端部の方向へ、極大値の通過後に減少し、ブレード先端領域内で局所的な極小値及び／又は絶対的な極小値を有することができる。それ故、翼弦は、ブレード先端部の近傍でロータ面（Rotorebene）に関して小さい角度を有することができる。好ましくは局所的な極大値と局所的な極小値（の位置）は、連続的ないし漸次的な移行を作るために、少なくとも１５％で互いに離間している。
【００３１】
他の一実施形態により、翼弦の取付角は、全ロータブレード長ないし半径にわたり正であり、即ちここで基準値として使用されるロータ面に関して正である。ブレード中央領域内の取付角を新たに増加させることにより、ブレード先端部の方向に続くロータブレードの領域も、従来技術から既知の場合よりも高い取付角を有する。取付角の推移経過は、ブレード中央領域内で半径にわたり（半径の増加に伴って）再び増加し、それにより取付角は、全ロータブレードにわたり正である。
【００３２】
ロータブレードの一構成において、取付角は、外半径に関して３０％と４０％の間の領域内で４°の値をとり、外半径に関して４５％と６０％の間の領域内で５°の値をとり、外半径に関して８５％と９５％の間の領域内でほぼ１°の値をとる。この特殊な構成は、長尺で軽量のロータブレードを可能にする。比較的高い半径領域内での高い相対的なブレード厚さに基づき、ロータブレードは、それでも頑丈である。取付角は、もしそうでなければ風力発電装置の収益減少と騒音増加をもたらすであろう翼型後縁部における気流剥離が運転時に発生しないように設計されている。
【００３３】
ロータブレードの一実施形態において、ブレード内側領域は、外半径に関してほぼ３５％の半径に至るまで延在する。ブレード内側領域は、取付角がブレード付根部からブレード先端部の方向において減少する領域として特徴付けられている。それにより、半径が大きくなるのに伴うこの領域内での回転速度の増加が補償される。従って実質的にこの領域内で翼型の仰角は一定である。
【００３４】
好ましくは、ロータブレードは、４０％の半径位置における取付角に対する、ほぼ６０％の半径位置における取付角の比率が、１.２よりも大きく、好ましくは１.５よりも大きく、特に２よりも大きいことにより特徴付けられている。従って４０％のところの半径位置と比べ、ほぼ６０％のところでは取付角が著しい大きくなっている。それにより取付角の第１の局所的な極小値の領域から取付角の局所的な極大値へ、そして更に続く取付角の低下への有利な移行を達成することができる。そのために４０％と６０％の位置は、ブレード肉厚化の第１の領域を特徴付けるために特徴的な領域である。
【００３５】
ロータブレードの更なる一実施形態において、ブレード先端領域は、外半径に関して６０％よりも大きい半径において延在する。それにより、上述したように、６０％以降の領域内では、相対的な翼型厚さが再び減少可能であることが認識された。ブレード先端領域は、取付角がブレード先端部の方向において再び減少する半径領域を特徴付けている。取付角の減少により、この領域内の有効仰角は増加する。しかしこの領域内の相対的な翼型厚さは減少するので、ロータブレードにおける気流がこの領域内では更に密着し、最大許容の仰角を風力発電装置の全運転領域において下回っていることが保証されている。
【００３６】
それに加え、本発明により、ロータが上述の実施形態によるロータブレードを少なくとも１つ有する、ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置のロータが提案される。
【００３７】
更に、そのようなロータを有する対応の風力発電装置が提案される。
【００３８】
以下、本発明を、例示の実施形態に基づき、添付の図面に関連して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１ａ〜図１ｃは、ロータ半径に対し、相対的な翼型厚さと限界仰角の推移経過を模式的に示す図である。
【図２】ロータ半径に対し、相対的な翼型厚さの本発明による一推移経過を模式的に示す図である。
【図３】ロータ半径に対し、取付角の本発明による一推移経過を模式的に示す図である。
【図４】ロータブレードの一実施形態の斜視図を模式的に示す図である。
【図５】一風力発電装置を斜視図として模式的に示す図である。
【実施例】
【００４０】
図１ａは、最大許容の仰角の推移経過１４’（「最大許容の仰角１４’」とも記す）、即ち失速角の推移経過と、相対的な翼型厚さの推移経過１６’（「相対的な翼型厚さ１６’」とも記す）が、ブレード縦軸線に沿ったそれらの位置ｒに依存して模式的に記入されているグラフを示している。位置ｒは、ロータの外半径Ｒに関するその相対的な半径ｒ／Ｒにより規格化され、０から１までの値、即ち０％から１００％までに対応する値で記載されている。図１ａは、従来技術によるロータブレードで典型的に存在する状況を示している。図１ａのグラフにおいて、失速角１４’は、汚れたないし湿ったロータブレードのための限界角１４’として記入されている。この際、限界角１４’は、風力発電装置の運転時のロータブレードの最大許容の有効仰角αｅｆｆと見なすことができる。追加的に図１ａのグラフには、従来技術の一ロータブレードの相対的な翼型厚さｄ／ｔの推移経過１６’が示されている。
【００４１】
最大仰角の推移経過１４’と、相対的な翼型厚さｄ／ｔの推移経過１６’は、互いに関連している。ブレード付根部の領域内でロータブレードは、高い相対的な翼型厚さを有する。ブレード先端部と比べて低い周速に基づき、ブレード付根部の領域内では高い最大仰角１４’も可能であり、これは、回転するロータブレードにおける回転作用が安定的に境界層流（層流境界層）へ作用するためである。ブレード付根部からほぼｒ／Ｒ＜０.３５の半径位置に至るまで、最大許容の仰角１４’は低下する。ロータ半径ｒ／Ｒの増加に伴い、相対的な断面厚さは減少し、それによりロータブレードの翼型（プロフィール）はより細くなっていく。例えば翼型の厚さは、翼型の深さが一定に留まる場合、より小さくなることが可能である。しかしロータ半径の増加に伴い、周速は増加し、安定作用は弱くなり、それにより最大許容の仰角１４’もロータ半径の増加と共に先ずは減少する。
【００４２】
ロータブレードに対する空気の流入角は、同様にロータ半径の増加と共に変化し、これは、ロータブレードの回転速度がロータ半径の増加と共に増加するためである。図１ａのグラフでは、運転時の有効仰角の範囲１８’（「有効仰角１８’」とも記す）が表わされている。有効仰角は、以下の式により、局部的な流入角から取付角を引いて計算される：
【００４３】
αｅｆｆ（ｒ）＝α（ｒ）−αＢａｕ（ｒ）
【００４４】
この際、αｅｆｆ（ｒ）は、ロータ位置ｒにおける有効仰角を表し、α（ｒ）は、ロータ位置ｒにおける局部的な流入角を表し、αＢａｕ（ｒ）は、ロータ位置ｒにおける局部的な取付角を表す。またこの際、簡素化して、観察されるロータブレードは、ピッチングもツイスティングも行われていないこと、ないしピッチ角とツイスト角は、取付角において同時に考慮されており、特に取付角に加算されて含まれていることが前提とされている。
【００４５】
運転時の有効仰角の範囲１８’は、範囲として表わされており、これは、風は変動し、それにより仰角も、運転時には調整することのできないばらつきを有するためである。
【００４６】
中央のブレード領域内で、最大許容の仰角１４’は、有効仰角の範囲１８’内へ低下し、これは、この範囲内では、相対的な翼型厚さ１６’もまだ比較的高いためである。この際、風力発電装置の運転時には、有効仰角１８’が最大許容の仰角１４’を超過するというケースが発生することがある。このケースが起こると、この領域内の気流は、翼型の後縁部から始まって剥離し、それによりロータブレードの抗力が上昇し、そして揚力係数が低下するために取出出力が減少する。この危険な範囲は、図１ａでは符号２０’で特徴付けられている。危険な範囲２０’内の風力発電装置の運転は、絶対に回避されるべきであろう。
【００４７】
ロータ半径ｒ／Ｒの増加と共に相対的な翼型厚さ１６’が更に低下することで初めて最大許容の仰角１４’は再び上昇し、有効仰角１８’の範囲を離れる。最大許容の仰角の推移経過１４’には、薄い翼型は比較的高い許容の仰角を有するという認識が基礎とされている。
【００４８】
例えば６.５ｍ／ｓよりも小さい僅かな平均的な風速を有する所在地も経済的に魅力的にするためには、ロータブレード長がより一層増加される。この際、本発明により、ロータブレードが、比較的大きい半径領域にわたり高い相対的な厚さを有する翼型をもつと、ロータブレード質量の増加を最小化することができるということが認識された。従って相対的な厚さを有する翼型をブレード先端部の方向に更に外側へ移すことが提案される。それによりロータブレードの構造的な特性と、それに伴い、長くされたロータブレードの空気力学的な特性が改善される。
【００４９】
本発明の一実施形態による相対的な翼型厚さの模式的な推移経過が、図１ｂにおいて符号１６”で表わされている。図１ａの推移経過１６’に比べ、図１ｂにおける相対的な翼型厚さの推移経過１６”では、相対的な翼型厚さｄ／ｔがより高い半径領域ｒ／Ｒに至るまで高く留まっていることを認識することができる。
【００５０】
推移経過１６’と推移経過１６”の比較が図２に拡大されて図示されている。図２は、規格化されたロータ半径ｒ／Ｒに対して記入された、相対的な翼型厚さ（厚さ比）ｄ／ｔの推移経過１６’と推移経過１６”を示している。複数の矢印を用い、より大きいロータ半径の方向への高い相対的な翼型厚さの移行が特徴付けられている。本発明による相対的な翼型厚さの推移経過１６”により、本発明によるロータブレードは、０.５よりも大きい半径領域に至るまで、高い相対的な翼型厚さｄ／ｔを有する。例えば、本発明によるロータブレードは、０.６よりも大きい半径領域内で０.２５よりも大きい相対的な翼型厚さｄ／ｔを有する。
【００５１】
図１ｂに更に関連し、高い半径領域ｒ／Ｒ内の高い相対的な翼型厚さｄ／ｔにより、最大許容の仰角１４”も高い半径領域ｒ／Ｒに至るまで移行している。それに対応し、危険な範囲も拡大されており、この危険な範囲内では、運転時の有効仰角１８”は、最大許容の仰角１４”の上方に位置することになる。この拡大された危険な範囲は、図１ｂでは符号２０”で特徴付けられており、ほぼ０.７５と０.８の間の半径領域ｒ／Ｒに至るまで延在している。従って高い半径領域への相対的な翼型厚さの純粋な増加は、ロータ半径の比較的大きい領域にわたり延在する大きい危険な範囲２０”をもたらす。しかしながらこの危険な範囲２０”内での風力発電装置の運転は、どんなことがあっても回避されなくてはならない。
【００５２】
本発明により、中央の領域内の翼型の取付角の変更が運転時の危険な範囲２０”をへこませることが認識させた。そのために本発明により中央のブレード領域内の翼型の取付角が増加される。このようにしてこの領域内の運転時の有効仰角が減少される。運転時の有効仰角の新しい範囲が、図１ｃにおいて符号１８”で特徴付けられている。図１ｃは、図１ｂから既知の相対的な翼型厚さの推移経過１６”と最大許容の有効仰角の推移経過１４”も示している。ブレード中央領域内の取付角の増加により、運転時に有効仰角１８”は、上記の式により減少し、それにより運転時に有効仰角１８“は、最大許容の仰角１４”を超過することはない。このようにして風力発電装置が、その全設計領域において、気流がロータブレードから剥離する危険な範囲内で動作することはない。
【００５３】
更に図３には、一実施形態によるロータブレードの取付角の推移経過２８（「取付角２８」とも記す）が図示されている。図３のグラフにおいて、横座標には規格化されたロータ半径ｒ／Ｒが記入され、縦座標には取付角αＢａｕが記入されている。比較のために、図３には、従来技術の一ロータブレードの取付角の推移経過２６が示されている。取付角の推移経過２８では、取付角がブレード内側領域内で先ず減少することが明らかに見てとれる。この領域は、例えばロータの外半径に関して３５％に至るまで達することが可能であり、これは、０.３５の規格化されたロータ半径に対応する。ブレード内側領域には、ブレード中央領域が接続し、ブレード中央領域は、実質的に、この領域内では取付角２８が再び上昇することにより特徴付けられている。ブレード中央領域は、例えば、外半径に関して３５％から６０％までの領域にわたり延在することが可能である。これは、規格化されたロータ半径の０.３５から０.６までの領域に対応する。ブレード中央領域にはブレード先端領域が接続し、ブレード先端領域は、この領域内では翼型の取付角が再び減少することにより特徴付けられている。この領域は、例えば外半径に関して６０％よりも大きい半径において（規格化されたロータ半径の０.６）延在することが可能である。
【００５４】
図３では、本発明によるロータブレードの取付角の推移経過２８がブレード中央領域内で局所的な極大値を有することも見てとれる。局所的な極大値の周りの領域内の取付角２８は、外半径に関して１０％の半径位置における取付角のたった０.１２５倍の値をとることができる。局所的な極大値の通過後、取付角２８は、外半径に関して６０％よりも大きい領域内で、外半径に関して０％から３５％までの領域のブレード内側領域内よりもゆったりと減少する。ブレード先端領域内で取付角の推移経過２８は、局所的な極小値を有する。特にブレード先端領域内の取付角の推移経過２８は、大域的ないし絶対的な極小値（最小値）を有する。
【００５５】
本発明のロータブレードの特殊な一実施形態では、ブレード先端部の近傍の最も外側のブレード先端領域内で、取付角が新たに上昇することが提案されており、このことは、図３においても見てとれる。
【００５６】
図３のグラフにおいて、横座標は、取付角のゼロラインを特徴付けている。ゼロラインは、実質的に風力発電装置のロータのロータ面に対応し、この際、取付角は、特に下方の部分負荷運転時のピッチングされていない運転に関連している。図３は、取付角２８が全半径にわたり正であることを明らかに示している。それに対し、取付角の推移経過２６は、ブレード中央領域ないしブレード先端領域内で取付角が負であり得るロータブレードが従来技術では存在することを示している。
【００５７】
図４は、ロータブレードの一実施形態を斜視図として模式的に示している。ロータブレードの個々の領域からロータ半径に沿って様々な翼弦（コード）が示されている。５つの翼弦３０、３２、３４、３６、３８が図示されており、これらの翼弦は、風力発電装置のロータのロータ面を表す基準面４０に対して所定の角度を有する。翼弦３０は、ロータ面４０に対して大きい取付角３１を有し、ほぼ０.０５の半径位置ｒ／Ｒにおいてロータブレードのブレード付根部の近傍の翼弦を表している。取付角３１は、この半径位置において４０°の値をとる。
【００５８】
翼弦３２も示されている。角度３３は、ロータ面４０に対する翼弦３２の取付角３３を特徴付けている。取付角３３は、ほぼ０.２５のロータ半径ｒ／Ｒにおいてほぼ２０°の値をとる。
【００５９】
翼弦３４は、同様にブレード中央領域内の１つの翼弦を特徴付けている。しかし翼弦３４の取付角３５は、翼弦３２の取付角３３よりも明らかに小さい。取付角３５は、ほぼ０.３５のロータ半径ｒ／Ｒにおいて４°の値をとる。
【００６０】
翼弦３６は、ブレード中央領域内の１つの翼弦を特徴付けており、翼弦３４の取付角３５に比べてより大きい取付角３７を有する。しかし取付角３７は、翼弦３２の取付角３３よりも小さい。取付角３７は、ほぼ０.５５のロータ半径ｒ／Ｒにおいて６°の値をとる。
【００６１】
翼弦３８は、ブレード先端部の近傍のブレード先端領域内の１つの翼弦を特徴付けている。取付角３９は、翼弦３６の取付角３７よりも小さく、また翼弦３４の取付角３５よりも小さい。取付角３９は、ほぼ０.９のロータ半径ｒ／Ｒにおいて１°の値をとる。
【００６２】
取付角３１、３３、３５、３７、３９は、図３の推移経過２８を反映しているが、寸法に即しているわけではなく、単に模式的に図示されているものである。また上記の角度数値とロータブレード半径は、純粋に例示であり、これらに制限されるべきものではない。
【００６３】
図５は、タワー１０２とナセル１０４を備えた本発明による一風力発電装置１００を示している。ナセル１０４には、３つの本発明によるロータブレード１０８と１つのスピナ１１０とを備えた本発明によるロータ１０６が配設されている。ロータ１０６は、運転時には風力により回転運動を行い、それによりナセル１０４内の発電機を駆動する。
【００６４】
模式的に図示されたロータブレード１０８は、例えば、ブレード接続部又はブレードアダプタを用い、スピナ１１０の内部に配設されている風力発電装置のロータハブに固定されることが可能である。この理由から、図１ａ〜図１ｃ、図２、図３におけるロータブレードのそれぞれの値の推移経過は、左側において、空白の範囲を有し、この空白の範囲は、実質的にロータハブの領域を反映している。ロータブレードは、風力発電装置１００のロータブレード１０８に配設されたピッチング装置を介し、それらの縦軸線の周りで回転されることが可能であり、それにより運転中にロータブレードの取付角を変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
ｒ        ブレード縦軸線に沿った位置
Ｒ        ロータの外半径
（図１ａ）
１４’    最大許容の仰角（失速角）
１６’    相対的な翼型厚さ
１８’    運転時の有効仰角の範囲
２０’    危険な範囲
（図１ｂ）
１４”    最大許容の仰角（失速角）
１６”    相対的な翼型厚さ
１８”    運転時の有効仰角の範囲
２０”    危険な範囲
（図１ｃ）
１４”    最大許容の仰角（失速角）
１６”    相対的な翼型厚さ
１８”    運転時の有効仰角の新しい範囲
（図２）
１６’    相対的な翼型厚さ（図１ａから）
１６”    相対的な翼型厚さ（図１ｂから）
（図３）
２６      取付角（従来技術によるロータブレード）
２８      取付角（本発明によるロータブレード）
（図４）
３０、３２、３４、３６、３８    翼弦
３１、３３、３５、３７、３９    取付角
４０      ロータ面（基準面）
（図５）
１００    風力発電装置
１０２    タワー
１０４    ナセル
１０６    ロータ
１０８    ロータブレード
１１０    スピナ
【図１ａ】
2019517639.tif 000003
【図１ｂ】
2019517639.tif 000004
【図１ｃ】
2019517639.tif 000005
【図２】
2019517639.tif 000006
【図３】
2019517639.tif 000007
【図４】
2019517639.tif 000008
【図５】
2019517639.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月4日(2019.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータのロータブレードであって、
ロータハブに固定するためのブレード付根部と、
前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、
前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、
前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、
前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、
前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、
各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、
前記取付角は、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること
を特徴とするロータブレード。
【請求項２】
前記外半径に関して６０％よりも大きい領域内で少なくとも部分的に、前記翼型断面は、０.２５よりも大きい値を有する相対的な翼型厚さを有すること
を特徴とする、請求項１に記載のロータブレード。
【請求項３】
前記取付角は、前記外半径に関して３５％から６０％までの前記ブレード中央領域内で増加すること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のロータブレード。
【請求項４】
前記取付角は、前記外半径に関して３５％と８０％の間の領域内で、局所的な極大値を有すること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項５】
前記取付角は、前記外半径に関して８０％と１００％の間の領域内で、局所的な極小値、又は絶対的な極小値を有すること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項６】
前記翼弦の前記取付角は、全ロータブレード長にわたり正であること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項７】
前記取付角は、前記外半径に関して３０％と４０％の間の領域内で４°の値をとり、前記外半径に関して４５％と６０％の間の領域内で５°の値をとり、前記外半径に関して８５％と９５％の間の領域内でほぼ１°の値をとること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項８】
前記ブレード内側領域は、前記外半径に関してほぼ３５％の半径に至るまで延在すること
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項９】
４０％の半径位置における前記取付角に対する、ほぼ６０％の半径位置における前記取付角の比率は、１.２よりも大きく、又は１.５よりも大きく、又は２よりも大きいこと
を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項１０】
前記ブレード先端領域は、前記外半径に関して６０％よりも大きい半径において延在すること
を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のロータブレード。
【請求項１１】
ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置のロータであって、
前記ロータが請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロータブレードを少なくとも１つ有すること
を特徴とするロータ。
【請求項１２】
空気力学的なロータを有する、電流を発生させるための風力発電装置であって、
前記ロータは、少なくとも１つのロータブレードを有し、
前記ロータブレードは、
ロータハブに固定するためのブレード付根部と、
前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、
前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、
前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、
前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、
前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、
各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、
前記取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること
を特徴とする風力発電装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のロータブレードを少なくとも１つ及び／又は請求項１１に記載のロータを有する、請求項１２に記載の風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明により、請求項１に記載のロータブレードが提案される。
即ち本発明の第１の視点により、ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータのロータブレードであって、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、前記取付角は、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少することを特徴とするロータブレードが提供される。
また本発明の第２の視点により、ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置のロータであって、前記ロータが前記第１の視点によるロータブレードを少なくとも１つ有することを特徴とするロータが提供される。
更に本発明の第３の視点により、空気力学的なロータを有する、電流を発生させるための風力発電装置であって、前記ロータは、少なくとも１つのロータブレードを有し、前記ロータブレードは、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、前記取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少することを特徴とする風力発電装置が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲において場合により付記される図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置の空気力学的なロータのロータブレードであって、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、前記取付角は、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること。
（形態２）前記ロータブレードにおいて、前記外半径に関して６０％よりも大きい領域内で少なくとも部分的に、前記翼型断面は、０.２５よりも大きい値を有する相対的な翼型厚さを有することが好ましい。
（形態３）前記ロータブレードにおいて、前記取付角は、前記外半径に関して３５％から６０％までの前記ブレード中央領域内で増加することが好ましい。
（形態４）前記ロータブレードにおいて、前記取付角は、前記外半径に関して３５％と８０％の間の領域内で、局所的な極大値を有することが好ましい。
（形態５）前記ロータブレードにおいて、前記取付角は、前記外半径に関して８０％と１００％の間の領域内で、局所的な極小値、特に絶対的な極小値を有することが好ましい。
（形態６）前記ロータブレードにおいて、前記翼弦の前記取付角は、全ロータブレード長にわたり正であることが好ましい。
（形態７）前記ロータブレードにおいて、前記取付角は、前記外半径に関して３０％と４０％の間の領域内で４°の値をとり、前記外半径に関して４５％と６０％の間の領域内で５°の値をとり、前記外半径に関して８５％と９５％の間の領域内でほぼ１°の値をとることが好ましい。
（形態８）前記ロータブレードにおいて、前記ブレード内側領域は、前記外半径に関してほぼ３５％の半径に至るまで延在することが好ましい。
（形態９）前記ロータブレードにおいて、４０％の半径位置における前記取付角に対する、ほぼ６０％の半径位置における前記取付角の比率は、１.２よりも大きく、好ましくは１.５よりも大きく、特に２よりも大きいことが好ましい。
（形態１０）前記ロータブレードにおいて、前記ブレード先端領域は、前記外半径に関して６０％よりも大きい半径において延在することが好ましい。
（形態１１）ロータ回転軸線と外半径を有する風力発電装置のロータであって、前記ロータが形態１〜１０のいずれか１つに記載のロータブレードを少なくとも１つ有すること。
（形態１２）空気力学的なロータを有する、電流を発生させるための風力発電装置であって、前記ロータは、少なくとも１つのロータブレードを有し、前記ロータブレードは、ロータハブに固定するためのブレード付根部と、前記ブレード付根部とは反対側にあるブレード先端部と、前記ブレード付根部から前記ブレード先端部へ延在するブレード縦軸線と、前記ロータブレードの運動方向において前方に向かうブレード前縁部と、前記ロータブレードの運動方向において後方に向かうブレード後縁部と、前記ブレード縦軸線に沿って変化する翼型断面とを含み、各前記翼型断面は、前記ブレード前縁部から前記ブレード後縁部へ延在する翼弦を有し、各前記翼弦は、ロータ面に関する角度として取付角を有し、前記取付角は、ブレード付根部からブレード先端部にかけて、前記ブレード付根部に向かうブレード内側領域内で先ず減少し、ブレード中央領域内で再び増加し、前記ブレード先端部に向かうブレード先端領域内で再び減少すること。
（形態１３）形態１２に記載の風力発電装置において、形態１〜１０のいずれか１つに記載のロータブレードを少なくとも１つ及び／又は形態１１に記載のロータを有するが好ましい。
【国際調査報告】
2019517639.tif 000010
2019517639.tif 000011
2019517639.tif 000012
2019517639.tif 000013
2019517639.tif 000014
2019517639.tif 000015