(57)【要約】【課題】  近来、発電用の風車装置は大幅な性能向上が実現して、実用化に向けて前進しつつある。  しかるに回転軸の後流の渦を回転翼が受けて異常な振動や音を発生することがあり、実用上の障害となっていた。  本発明は風車装置の性能を落とさずに騒音を大幅に減衰することが出来る手段を提供するものである。【解決手段】翼と類似の断面を有する回転翼の後縁に可撓性の柔軟な材料で形成した後縁ヒレを設けた風車装置を提供するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼と類似の断面を有する回転翼の後縁に可撓性の柔軟な材料で形成した後縁ヒレを設けたことを特徴とする風車装置。
【請求項２】
水平軸型風車装置の回転翼の先端部に可撓性の柔軟な材料で形成した翼端ヒレを設けたことを特徴とする請求項１記載の風車装置。
【請求項３】
回転翼の上端部と下端部に回転翼と類似の断面を有する支持アームを具え、該回転翼と支持アームが回転軸に対して略コの字状に取り付けられた垂直軸風車であることを特徴とする請求項１記載の風車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置、機械的動力源などに使用される風車に関するものであり、航空機の翼と類似の断面を有する所謂揚力型といわれる方式の風車装置に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
近来、上記方式の風車においては回転翼の空力性能の改善によって大幅な性能向上が実現して、実用化に向けて前進しつつある。  しかるに回転翼の後流に渦が発生することで異常な振動や音を発生することがあり、近隣の住民には騒音障害の原因の一つとなっていた。  小型の風車装置は高音の鋭い音を出し、大型の風車装置は低音の大きな騒音を発生する。  地球温暖化防止に効果の大きい風車装置も実質的にある種の公害の元となってしまうことは望ましくない。  
【０００３】
対策として羽根全体を多孔質の材料で形成する方式のものがあるが、小型風車のみに実施可能な方式であり、気流から発生する渦を軽減できるものではなく、効果的にも不充分である。
【特許文献１】特願２００６−２４２１９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記背景の下に成立するものであり、本発明の第１の手段は、翼と類似の断面を有する回転翼の後縁に可撓性の柔軟な材料で形成した後縁ヒレを設けた風車装置を提供することである。
【０００５】
本発明の第２の手段は、水平軸型風車装置の回転翼の先端部を可撓性の柔軟な材料で形成した翼端ヒレを設けた第１の手段記載の風車装置を提供するものである。
【０００６】
本発明の第３の手段は、回転翼の上端部と下端部に回転翼と類似の断面を有する支持アームを具え、該回転翼と支持アームが回転軸に対して略コの字状に取り付けられた垂直軸風車である第１の手段記載の風車装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、翼と類似の断面を有する回転翼の後縁に可撓性の柔軟な後縁ヒレを設けた風車装置を提供することによって、回転翼の後縁で発生する気流の乱れの発生を該可撓性の柔軟な後縁ヒレが吸収し、更に回転翼本体への振動の伝達を防止することで風車装置によって発生する騒音を大幅に軽減できる上、風車本体が強度的に弱まるなどの影響を受けるものではないので大型の風車への適用上も問題がない。  また、水平軸型の風車装置においては回転翼の先端部で対風速度が最大になるのでこの部分から発生する翼端渦による騒音の改善が課題となる。  この課題の解決の為には回転翼の先端部を可撓性の柔軟な材料で形成した翼端ヒレを設けることが有効である。  この先端部分は回転中に大きな遠心力が働くので柔軟な材料でも風圧で折れ曲がるようなことは無く、ヘリコプターの回転翼と同様の原理で遠心力とのバランスによって最適な位置で形状を保つことが出来る。  更に、回転翼の上端部と下端部に回転翼と類似の断面を有する支持アームを具え、該回転翼と支持アームが回転軸に対して略コの字状に取り付けられた垂直軸風車に前記の柔軟な後縁ヒレを取り付けた構造を採用することにより、回転翼と類似の断面を有する支持アームの効果で上記の翼端渦の発生も防ぐことが出来る為、騒音低減効果はさらに向上する。  なお、この後縁ヒレ及び翼端ヒレによって風車装置は構造上も空力性能上もマイナス影響の要因となるものはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の構造は、翼と類似の断面を有する回転翼の後縁に可撓性の柔軟な後縁ヒレを取り付けた風車装置を提供するものである。  回転翼自体は従来の構造と変わるものではないが後縁のヒレ取り付け部は鋭いエッジ状を形成するものではない。  後縁部に取り付けられた可撓性の柔軟な後縁ヒレは合成ゴムなどにより形成されたものであり、回転翼とは嵌めこみ、接着などの公知の技術で取り付けられている。  柔軟性を増すためには中空の構造としても良い。
【実施例１】
【０００９】
以下図について本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例の構造を示す断面図である。
図１において、１は本発明における風車装置の回転翼の断面であり、航空機の翼断面と類似の形状をして硬質合成樹脂あるいは金属などで形成され、後縁には合成ゴムなどで形成された可撓性の柔軟な後縁ヒレ２を設けている。  回転翼１の後縁部には溝３が形成され、後縁ヒレ２の前端部には突起４が形成され、突起４の穴５に図示しない棒材を挿入することで回転翼１と後縁ヒレ２を確実に組み合わせることが出来る。  この固定方法は本発明の主旨を限定するものではない。
【００１０】
図１において本発明の作用について説明する。  回転翼１には回転中前縁側から風を受けるが、前縁側は曲率半径の大きな滑らかな形状である為に気流は乱れることなく流れる。  しかし、後縁方向に進むに従って境界層が厚くなり乱れ要素が発達してくる。  特に後縁部では一般に鋭いエッジ状態となっている為に強い力が働く。  楽器のリードを吹き鳴らすのと類似した原理で大きな音が発生することがある。  本発明の原理はこのリードの部分をゴムのごとき柔軟な材質にすることで音の発生を防止することが出来るものである。  また、後縁側においては気流の剥離による低い周波数の振動が発生し、回転翼に伝わって共振することによって生ずる騒音もあるが、このような振動も可撓性の柔軟な後縁ヒレ２を通過する間に減衰される為回転翼１が振動することを防止することも出来る。
【００１１】
図２は本発明の他の実施例の構造を示す正面図である。
図２において１１は水平軸型風車装置の回転翼である。回転翼１１には合成ゴムなどで構成された可撓性の柔軟な後縁ヒレ１２が設けられている。  また、回転翼１１の先端部には合成ゴムなどの可撓性の柔軟な材料で形成された翼端ヒレ１３も設けられている。
回転翼１１と後縁ヒレ１２、翼端ヒレ１３との結合方法は図１に示す方法と同様のものである。  また、実質的には後縁ヒレ１２と翼端ヒレ１３は分割されたものではなく一体的に形成されている。  翼端ヒレ１３では対風速度が高いので風速の脈動及び所謂失速制御時などによって回転翼１１のねじれ角と風速との差異により迎角が大きくなったときには強い翼端渦が発生し、そのための振動、騒音が大きくなる。  このような場合、翼端ヒレ１３が可撓性の柔軟な材料で形成されているので上記と同様にその振動、騒音を吸収することが出来る。  尚、回転翼１１と翼端ヒレ１３の結合部は前縁部で外周側、後縁部で内周側に傾斜していることが望ましい。  このようにすると翼端ヒレ１３が風圧でめくれ反ることを防止することが出来る。
【００１２】
図３は本発明の他の実施例の構造を示す側面図である。
図３において、２１は鉛直軸型風車の回転翼であり、上端部と下端部に回転翼と類似の断面を有する支持アーム２２及び２３を具え、該回転翼２１と支持アーム２２、２３がハブ２４を介して回転軸２５に対して略コの字状に取り付けられている。  ２６は回転翼２１の後縁部に設けられ、合成ゴムなどで構成された可撓性の柔軟な後縁ヒレである。
図３に示す実施例の場合、図２に示す実施例のような翼端渦は支持アーム２２、２３によって抑止され発生することは無いので、後縁ヒレ２６の制振効果のみで充分である。
【００１３】
以上の説明で明らかなごとく、本発明の風車装置は可撓性の柔軟なヒレを設けることによって気流の乱れ及び渦から回転翼に発生する振動、騒音を防止し、静かに回転する風車装置を提供するものであり、小型風車から、大型風車まで、また、水平軸風車にも垂直軸風車にも適応できるものであり、その効果は極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例の構造を示す正面図である。
【図３】本発明の他の実施例の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１、１１、２１：回転翼
２、１２、２６：後縁ヒレ
３：溝
４：突起
５：穴
１３：翼端ヒレ
２２、２３：支持アーム
２４：ハブ
２５：回転軸
【図１】
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【図２】
2011064084.tif 000004
【図３】
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