(57)【要約】【課題】風力発電用風車等のブレードにおいて、高レイノルズ数のときであっても広帯域ノイズを低減させるとともにトーンノイズや広帯域な付加騒音の発生を抑制する。【解決手段】断面翼形状の本体部と、上記本体部の翼高さ方向に交互に複数配列される突出部と切欠部とを有すると共に上記本体部の後縁部に設けられるデバイスとを有するブレードであって、上記本体部の翼弦長をＣ、上記突出部の翼弦長方向の長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｃが２．３％〜４．３％であり、上記突出部の先端厚さが１．２ｍｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面翼形状の本体部と、前記本体部の翼高さ方向に交互に複数配列される突出部と切欠部とを有すると共に前記本体部の後縁部に設けられるデバイスとを有するブレードであって、
前記本体部の翼弦長をＣ、前記突出部の翼弦長方向の長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｃが２．３％〜４．３％であり、
前記突出部の先端厚さが１．２ｍｍ以下である
ことを特徴とするブレード。
【請求項２】
前記突出部同士の離間距離をλとしたときに、Ｌ／λが１．５〜５．６７であることを特徴とする請求項１記載のブレード。
【請求項３】
前記突出部の先端が曲率半径２ｍｍの円弧形状とされていることを特徴とする請求項１または２記載のブレード。
【請求項４】
前記本体部のチップ側端部に前記デバイスが設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載のブレード。
【請求項５】
前記切欠部を覆って設けられるガラスクロスを備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載のブレード。
【請求項６】
回転軸に対して放射状に複数設けられるブレードを有する風力発電用風車であって、
前記ブレードとして請求項１〜５いずれか一項に記載のブレードを備えることを特徴とする風力発電用風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレード及び風力発電用風車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電用の風車等では、ブレードの回転によって騒音が発生することが知られている。このような騒音は、ブレードの周速の５乗または６乗に比例して発生するため、特にブレードのチップ側において大きくなる。騒音の原因としては複数考えられるが、ブレード周りに形成される乱流境界層とブレードの後縁とが干渉して発生するトレーリングエッジノイズが主たる原因と考えられる。
【０００３】
このようなトレーリングエッジノイズの低減を図るために、例えば特許文献１〜３に示すように、ブレードの後縁側に鋸刃状の形状を有するデバイスを取り付ける構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８２６７６５７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／０１４１２７７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１３４８３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レイノルズ数が１００万以下の場合と１００万以上の場合とでは、発生するトレーリングエッジノイズの音質が異なる。例えば、レイノルズ数が１００万以上であるときには、乱流境界層内で生じた渦が移流して後縁を通過するときに特定の周波数音の騒音が発生し、この騒音が散乱することで広帯域の騒音（以下、広帯域ノイズと称する）が主に放射される。
【０００６】
一方、レイノルズ数が１００万以下の場合には、後縁から放射された音響変動が上流に伝播して層流境界層の不安定波を励起し、下流に伝播しながら成長した不安定波が後縁で特定の周波数の渦放出を引き起こすというフィードバックループが形成されることで、非常に高いレベルのトーンノイズが発生する。なお、実際にはレイノルズ数が１００万以上の場合にも、ブレードの後縁に厚みがあることからカルマン渦に相当する特定の周波数の後縁渦が放出されるため、トーンノイズも発生する。
【０００７】
特許文献１〜３のようなブレードの後縁に鋸刃形状を有している場合には、鋸刃を形成する突起の先端の厚みが、鋸刃形状がない場合の後縁の厚みよりも薄くなり、後縁渦等の発生を抑制することができる。このため、広帯域ノイズの低減効果を得ることができる。しかしながら、特許文献１〜３では、鋸刃形状を形成する突起部の長さ（ブレードの翼弦長方向の長さ）については特に規定されておらず、図面からも分かるように、ブレードの翼弦長との対比で非常に長い突起部が形成されている。
【０００８】
ブレードの翼弦長との対比で非常に長い突起部が形成されると、ブレードの背面に形成される高速領域（負圧領域）が突起部に沿って下流側に大きく広がり、正圧側（腹側）と負圧側（背側）との圧力差が大きくなり、レイノルズ数が１００万以下のとき、不安定波が励起されやすい状態となることが分かった。このため、ブレードの翼弦長との対比で非常に長い突起部が形成されると、トーンノイズが発生しやすくなる。一方、レイノルズ数が１００万以上のときは、圧力差が大きくなることで、後縁部切欠き部分に強い縦渦が発生し、これによって高周波の広帯域ノイズ（広帯域な付加騒音）が付加的に増加する。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、風力発電用風車等のブレードにおいて、高レイノルズ数のときであっても広帯域ノイズを低減させるとともにトーンノイズや広帯域な付加騒音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、断面翼形状の本体部と、上記本体部の翼高さ方向に交互に複数配列される突出部と切欠部とを有すると共に上記本体部の後縁部に設けられるデバイスとを有するブレードであって、上記本体部の翼弦長をＣ、上記突出部の翼弦長方向の長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｃが２．３％〜４．３％であり、上記突出部の先端厚さが１．２ｍｍ以下であるという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記突出部同士の離間距離をλとしたときに、Ｌ／λが１．５〜５．６７であるという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記突出部の先端が曲率半径２ｍｍの円弧形状とされているという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記本体部のチップ側端部に上記デバイスが設けられているという構成を採用する。
【００１５】
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記切欠部を覆って設けられるガラスクロスを備えるという構成を採用する。
【００１６】
第６の発明は、回転軸に対して放射状に複数設けられるブレードを有する風力発電用風車であって、上記ブレードとして上記第１〜第５いずれかの発明であるブレードを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、断面翼形状の本体部の後縁部に突出部と切欠部とが交互に配列されるデバイスが設けられている。このデバイスの突出部の先端厚さが１．２ｍｍ以下の薄いものとなっている。このため、高レイノルズ数のときのカルマン渦の発生を抑制し、広帯域ノイズを低減させることができる。さらに、上記突出部の長さが本体部の翼弦長の２．３％となっており、突出部の長さが本体部の翼弦長との対比において従来よりも極めて小さいものとなっている。このため、本体部の背面に形成される高速領域（負圧領域）の下流側への広がりを抑えて正圧側（腹側）と負圧側（背側）との圧力差を小さくし、トーンノイズや付加騒音を低減させることができる。したがって、本発明によれば、風力発電用風車等のブレードにおいて、高レイノルズ数のときであっても広帯域ノイズを低減させるとともにトーンノイズや広帯域な付加騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のブレードを備える風力発電用風車の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態のブレードのチップ側かつ下流側の部位を拡大した模式図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が断面図である。
【図３】後縁エッジを本体部に対して取り付けていない場合と取り付けた場合とにおける標準風速と騒音のＡ特性補正音圧レベルとの関係を示すグラフである。
【図４】騒音の周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフであり、（ａ）は標準風速が８ｍ／ｓ、（ｂ）は標準風速が９ｍ／ｓ、（ｃ）は標準風速が１０ｍ／ｓのときの結果である。
【図５】風洞実験に用いたブレード平面図である。
【図６】風洞実験において、風速が３０ｍ／ｓであり、レイノルズ数が０．７８×１０６であるときの実験結果を示すグラフであり、（ａ）は仰角が０°の場合の実験結果であり、（ｂ）は仰角が６°の場合の実験結果である。
【図７】風洞実験において、風速が６０ｍ／ｓであり、レイノルズ数が１．５６×１０６であるときの実験結果を示すグラフであり、（ａ）は仰角が０°の場合の実験結果であり、（ｂ）は仰角が６°の場合の実験結果である。
【図８】図５に示す第１ブレード、第４ブレード及び本発明ブレードを用いて速度分布について行ったシミュレーション結果である。
【図９】図５に示す第１ブレード、第４ブレード及び本発明ブレードを用いて静圧分布について行ったシミュレーション結果である。
【図１０】実験に用いたブレードの断面図である。
【図１１】実験で得られた標準風速とＡ特性補正音圧レベルとの関係を示すグラフである。（ａ）が風力発電用風車の真後ろの位置における結果を示し、（ｂ）が風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として＋６０°回動した位置における結果を示し、（ｃ）が風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として−６０°回動した位置における結果を示している。
【図１２】（ａ）は第２風洞実験において仰角が６°の場合の実験結果であり、（ｂ）は第２風洞実験において仰角が１０°の場合の実験結果である。
【図１３】第３風洞実験において用いたガラスクロスについて説明するための図であり、（ａ）がブレードのチップ側かつ下流側の部位を模式的に拡大した平面図であり、（ｂ）がブレードのチップ側かつ下流側の部位を模式的に拡大した断面図である。
【図１４】（ａ）は第３風洞実験において仰角が６°の場合の実験結果であり、（ｂ）は第３風洞実験において仰角が１０°の場合の実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係るブレード及び風力発電用風車の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２０】
図１は、本実施形態のブレード４を備える風力発電用風車１の模式図である。風力発電用風車１は、地面に対して立設される支柱２と、支柱の先端に取り付けられる回転軸３と、回転軸３に対して放射状に複数設けられるブレード４とを備えている。また、風力発電用風車１は、回転軸３と接続される不図示の発電機を備えており、ブレード４が風を受けることで生じる動力を発電機に回転軸３を介して伝達することにより発電を行う。
【００２１】
なお、以下の説明では、回転軸３を中央とする半径方向を翼高さ方向とし、翼高さ方向におけるブレード４の先端をチップ、ブレード４の根元をハブと称する。また、ブレード４は、図１に示すように、時計回りに回転され、回転方向の前方を上流、回転方向の後方を下流と称する。
【００２２】
図２は、ブレード４のチップ側かつ下流側の部位を拡大した模式図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が断面図である。これらの図に示すように、本実施形態のブレード４は、断面翼形状の本体部４ａと、本体部４ａの後縁部４ａ１に取り付けられるデバイス４ｂとによって構成されている。
【００２３】
デバイス４ｂは、図２（ａ）に示すように、本体部４ａの高さ方向に等間隔で交互に複数配列される突出部４ｂ１と切欠部４ｂ２とを有している。また、本実施形態のデバイスでは、本体部４ａの翼弦長をＣ、突出部４ｂ１の翼弦長方向の長さをＬとしたときに、Ｌ／Ｃが２．３％であり、突出部４ｂ１の先端厚さが１．２ｍｍとされている。また、突出部４ｂ１同士の離間距離をλとしたときに、Ｌ／λが１．５とされている。さらに、突出部４ｂ１の先端が曲率半径２ｍｍの円弧形状とされている。
【００２４】
なお、図２（ｂ）に示すように、デバイス４ｂは、本体部４ａに対して位置決めしやすいように、本体部４ａの腹側に突起状の部位を有している。この突起状の部位については、空力性能の向上のため、切削等の加工によって除去することが望ましい。
【００２５】
以下に、上述のような形状のデバイス４ｂの作用及び効果について説明する。図３及び図４は、上述の本体部４ａに対してデバイス４ｂの換わりに、本体部４ａの後縁厚みよりも薄い厚さの先端を有する部品（以下、後縁エッジと称する）を取り付けて実験を行った結果を示すグラフである。なお、この後縁エッジは、デバイス４ｂの切欠部４ｂ２が設けられていない形状を有している。
【００２６】
図３は、後縁エッジを本体部４ａに対して取り付けていない場合と取り付けた場合とにおける標準風速と騒音のＡ特性補正音圧レベルとの関係を示すグラフである。なお、本実験においては、風力発電用風車の直径が６２ｍ、回転数が２２．４ｒｐｍ、チップ周速が７２．７ｍ／ｓ、レイノルズ数が５．３×１０６である。
【００２７】
図３において、黒丸で示すグラフは、後縁エッジを取り付けていない風力発電用風車の真後ろの位置における結果を示している。また、白丸で示すグラフは、後縁エッジを取り付けた風力発電用風車の真後ろの位置における結果を示している。これらのグラフを比較して分かるように、後縁エッジを取り付けることによって標準風速に関わらず騒音の音圧レベルが低下することが確認された。
【００２８】
また、図３において、黒三角で示すグラフは、後縁エッジを取り付けていない風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として−６０°回動した位置における結果を示している。また、白三角で示すグラフは、後縁エッジを取り付けた風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として−６０°回動した位置における結果を示している。これらのグラフを比較して分かるように、後縁エッジを取り付けることによって標準風速に関わらず騒音の音圧レベルが低下することが確認された。
【００２９】
また、図３において、黒四角で示すグラフは、後縁エッジを取り付けていない風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として＋６０°回動した位置における結果を示している。また、白四角で示すグラフは、後縁エッジを取り付けた風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として＋６０°回動した位置における結果を示している。これらのグラフを比較して分かるように、後縁エッジを取り付けることによって標準風速に関わらず騒音の音圧レベルが低下することが確認された。
【００３０】
以上のことから、デバイス４ｂの突出部の４ｂ１の先端を本体部４ａの後縁よりも後縁エッジのように薄くすることによって、風力発電用風車の風に対する姿勢に関わらず、騒音の音圧レベルを低減させることができる。
【００３１】
図４は、図３のグラフと同一の実験装置を用いて取得した、騒音の周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフである。なお、（ａ）は標準風速が８ｍ／ｓ、（ｂ）は標準風速が９ｍ／ｓ、（ｃ）は標準風速が１０ｍ／ｓのときの結果である。この図４から分かるように、デバイス４ｂの突出部の４ｂ１の先端を本体部４ａの後縁よりも後縁エッジのように薄くすることによって、風速が速くに連れて（すなわちレイノルズ数が高くなるに連れて）騒音の音圧レベルが低減することが分かった。これは、カルマン渦の発生が抑制され、トーンノイズとそれに伴う広帯域ノイズを低減させることができた結果と考えられる。
【００３２】
次に、図５に示すような種類の異なるブレードを用いて風洞実験を行った。（ａ）は後縁が本実施形態のデバイス４ｂと同程度に薄型化されたシャープエッジの本体部のみからなるブレード（第１ブレードと称する）である。（ｂ）はＬ／Ｃが７．６％でＬ／λが１．５のデバイスを有するブレード（第２ブレード）である。（ｃ）はＬ／Ｃが７．６％でＬ／λが３のデバイスを有するブレード（第３ブレード）である。（ｄ）はＬ／Ｃが１０．２％でＬ／λが１．５のデバイスを有するブレード（第４ブレード）である。（ｅ）はＬ／Ｃが２．３％でＬ／λが１．５の本実施形態のデバイスを有するブレード（本発明ブレード）である。なお、第２ブレード、第３ブレード及び第４ブレードにおけるデバイス先端の厚さはいずれも本発明ブレードと同様に０．５ｍｍである。また、本発明ブレードにおいて、翼弦長Ｃは３９３ｍｍ、突出部の長さＬが９ｍｍ、突出部同士の離間距離λが６ｍｍとされており、突出部の先端が曲率半径２ｍｍの円弧形状とされている。
【００３３】
図６は、風速が３０ｍ／ｓであり、レイノルズ数が０．７８×１０６であるときの実験結果を示すグラフである。図６において（ａ）は仰角が０°の場合の実験結果であり、（ｂ）は仰角が６°の場合の実験結果である。図７は、風速が６０ｍ／ｓであり、レイノルズ数が１．５６×１０６であるときの実験結果を示すグラフである。図７においても（ａ）は仰角が０°の場合の実験結果であり、（ｂ）は仰角が６°の場合の実験結果である。また、図６及び図７のグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は後縁側が薄型化されていないデバイス（方形デバイス）を用いた場合の騒音の音圧レベルとの差を示している。なお、図６及び図７において、黒丸で示すグラフは第１ブレードを用いた実験結果を示し、黒三角で示すグラフは第２ブレードを用いた実験結果を示し、黒四角で示すグラフは第３ブレードを用いた実験結果を示し、白丸で示すグラフは第４ブレードを用いた実験結果を示し、白三角で示すグラフは本発明ブレードを用いた実験結果を示している。また、白四角で示すグラフはブラシ状のデバイスを取り付けた場合の実験結果を示している。
【００３４】
これらの図から分かるように、本発明ブレードでは、風速や仰角に関わらず、特に高周波側において騒音の音圧レベルが低下していることが分かる。これは、本発明ブレードが、突出部４ｂ１の長さＬが本体部４ａの翼弦長Ｃとの対比において従来（第２ブレード、第３ブレード及び第４ブレード）よりも極めて小さいものとなっている。このため、本体部４ａの背面に形成される高速領域（負圧領域）の下流側への広がりを抑えて正圧側（腹側）と負圧側（背側）との圧力差を小さくし、トーンノイズや広帯域な付加騒音を低減させることができたためと考えられる。
【００３５】
なお、参考として、図８及び図９に、第１ブレード、第４ブレード及び本発明ブレードを用いたシミュレーション結果について説明する。なお、図８が速度分布についてシミュレーションした結果であり、図９が静圧分布についてシミュレーションした結果である。また、図８及び図９において、（ａ）が第１ブレードのシミュレーション結果、（ｂ）が第４ブレードの切欠部上での切断面におけるシミュレーション結果、（ｃ）が第４ブレードの突出部上での切断面におけるシミュレーション結果、（ｄ）が本発明ブレードの突出部上での切断面におけるシミュレーション結果である。
【００３６】
これらのシミュレーション結果から分かるように、第４ブレードのように大型の突出部を用いた場合には第１ブレードに対して、ブレードまわりの速度分布や静圧分布に大きな変化があることが分かった。また、本発明ブレードの場合には、第１ブレードに対してブレードまわりの速度分布や静圧分布の変化が見られない。このため、本発明ブレードは、第１ブレードと同様に、良好な空力性能を有していると考えられる。
【００３７】
以上のような上述の本発明ブレードと同様の構成とされた本実施形態のブレード４によれば、このデバイス４ｂの突出部４ｂ１の先端厚さが１．２ｍｍ以下の薄いものとなっている。このため、高レイノルズ数のときのカルマン渦の発生を抑制し、広帯域ノイズを低減させることができる。さらに、上記突出部４ｂ１の長さＬが本体部４ａの翼弦長Ｃの２．３％となっており、突出部４ｂ１の長さＬが本体部４ａの翼弦長Ｃとの対比において従来よりも極めて小さいものとなっている。このため、本体部４ａの背面に形成される高速領域（負圧領域）の下流側への広がりを抑えて正圧側（腹側）と負圧側（背側）との圧力差を小さくし、トーンノイズや広帯域な付加騒音を低減させることができる。したがって、本実施形態のブレード４によれば、高レイノルズ数のときであっても広帯域ノイズを低減させるとともにトーンノイズや広帯域な付加騒音の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態のブレード４では、デバイス４ｂが本体部４ａのチップ側端部に設けられている。このため、風速が速くて大きな騒音が生じやすい領域において騒音の低減を図ることができ、効率的に騒音を低下させることが可能となる。
【００３９】
次に、本実施形態のブレード４を備える風力発電用風車１を用いた実験結果について図１０及び図１１を参照して説明する。
【００４０】
本実験においては、図１０に示すように、本体部４ａとデバイス４ｂとの境界部に対して、オーバーレイアップによって作製されたＦＲＰシート５を貼り付けて行った。
【００４１】
図１１は、本実験で得られた標準風速とＡ特性補正音圧レベルとの関係を示すグラフである。（ａ）が風力発電用風車の真後ろの位置における結果を示し、（ｂ）が風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として＋６０°回動した位置における結果を示し、（ｃ）が風力発電用風車の真後ろの位置から風力発電用風車を中心として−６０°回動した位置における結果を示している。なお、図１１において、黒丸で示すグラフは、デバイス４ｂを取り付けていないときの結果を示している。また、白三角で示すグラフは、デバイス４ｂに換えて、上記後縁エッジを取り付けたときの結果を示している。また、黒三角で示すグラフは、デバイス４ｂを取り付けたときの結果を示している。
【００４２】
これらの結果から示すように、本実施形態のブレード４を備える風力発電用風車１は、標準風速に関係なく、デバイス４ｂを取り付けていない場合と比較して、騒音の音圧レベルが低減することが分かった。また、本実施形態のブレード４を備える風力発電用風車１は、標準風速が７ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓにおいて、後縁エッジを取り付けた形態よりも騒音のＡ特性補正音圧レベルが低減することが分かった。
【００４３】
次に、上述の本発明ブレードと、Ｌ／ＣやＬ／λを変化させたブレードとを用いた第２風洞実験を行った。本実験では、Ｌ／ＣやＬ／λを変化させたブレードとして、第５ブレードから第９ブレードを用いた。第５ブレードは、Ｌ／Ｃが４．３％でＬ／λが２．８３のデバイスを有するブレードである。第６ブレードは、Ｌ／Ｃが９．４％でＬ／λが６．１７のデバイスを有するブレードである。第７ブレードは、Ｌ／Ｃが２．３％でＬ／λが３のデバイスを有するブレードである。第８ブレードは、Ｌ／Ｃが４．３％でＬ／λが５．６７のデバイスを有するブレードである。第９ブレードは、Ｌ／Ｃが９．４％でＬ／λが１２．３のデバイスを有するブレードである。また、第５ブレードの突出部の長さＬは１７ｍｍ、第６ブレードの突出部の長さＬは３７ｍｍ、第７ブレードの突出部の長さＬは９ｍｍ、第８ブレードの突出部の長さＬは１７ｍｍ、第９ブレードの突出部の長さＬは３７ｍｍである。また、第５ブレードの突出部同士の離間距離λは６ｍｍ、第６ブレードの突出部同士の離間距離λは６ｍｍ、第７ブレードの突出部同士の離間距離λは３ｍｍ、第８ブレードの突出部同士の離間距離λは３ｍｍ、第９ブレードの突出部同士の離間距離λは３ｍｍである。また、本実験に用いる全てのブレードにおいて翼弦長Ｃは３９３ｍｍである。
【００４４】
図１２（ａ）は、風速が５０ｍ／ｓであり、仰角が６°の場合の実験結果である。図１２（ｂ）は、風速が５０ｍ／ｓであり、仰角が１０°の場合の実験結果である。図１２のグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は後縁側が薄型化されていないデバイス（方形デバイス）を用いた場合の騒音の音圧レベルとの差を示している。なお、図１２において、黒丸で示すグラフは本発明ブレードを用いた実験結果を示し、黒三角で示すグラフは第５ブレードを用いた実験結果を示し、黒四角で示すグラフは第６ブレードを用いた実験結果を示し、白丸で示すグラフは第７ブレードを用いた実験結果を示し、白三角で示すグラフは第８ブレードを用いた実験結果を示し、白四角で示すグラフは第９ブレードを用いた実験結果を示している。
【００４５】
これらの図に示すように、第６ブレード及び第９ブレードを用いる場合と比較して、第５ブレード、第７ブレード及び第８ブレードを用いた場合は、本発明ブレードと同様に、特に高周波側において騒音の音圧レベルが低下していることが分かった。したがって、図６及び図７に示す実験結果と合わせることで、Ｌ／Ｃが２．３％〜４．３％である場合に、特に高周波側において騒音の音圧レベルが低下していることが分かる。また、図６及び図７に示す実験結果と合わせることで、Ｌ／λが１．５〜５．６７である場合に、特に高周波側において騒音の音圧レベルが低下していることが分かる。
【００４６】
次に、図１３に示すように、上記実施形態のブレード４が備えるデバイス４ｂの腹側にガラスクロス６を貼付したブレードを用いた第３風洞実験を行った。このガラスクロス６は、切欠部４ｂ２を覆うように設けた。また、このガラスクロス６は、「ＪＩＳ Ｒ ３４１４」の規格に基づくものであり、番手がたて、よこ共に６７．５ｔｅｘであり、織り密度が、たて３２本／２５ｍｍ、よこ２５本／２５ｍｍであり、厚さが０．１６ｍｍであり、質量が１３９ｇ／ｍ２以上であり、引張強さがたて６５７以上、よこ５１０以上、織り組織が平織のものである。
【００４７】
本実験では、ブレードとして、本発明ブレードと、上記第５ブレード、第１０ブレード〜第１２ブレードを用いた。第１０ブレードは、第５ブレードに対して、ガラスクロス６よりも極めて織り密度が低いメッシュをガラスクロス６に換えて貼付したブレードである。第１１ブレードは、第５ブレードにガラスクロス６を貼付したブレードである。第１２ブレードは、本発明ブレードにガラスクロス６を貼付したブレードである。
【００４８】
図１４（ａ）は、風速が５０ｍ／ｓであり、仰角が６°の場合の実験結果である。図１４（ｂ）は、風速が５０ｍ／ｓであり、仰角が１０°の場合の実験結果である。図１４のグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は後縁側が薄型化されていないデバイス（方形デバイス）を用いた場合の騒音の音圧レベルとの差を示している。なお、図１４において、黒丸で示すグラフは本発明ブレードを用いた実験結果を示し、黒三角で示すグラフは第５ブレードを用いた実験結果を示し、黒四角で示すグラフは第１０ブレードを用いた実験結果を示し、白丸で示すグラフは第１１ブレードを用いた実験結果を示し、白三角で示すグラフは第１２ブレードを用いた実験結果を示している。
【００４９】
これらの図に示すように、第１１ブレードを用いた場合には、第５ブレードを用いた場合と比較して、高周波側の騒音の音圧レベルがより低下していることが分かる。また、第１２ブレードを用いた場合には、本発明ブレードを用いた場合と比較して、高周波側の騒音の音圧レベルがより低下していることが分かる。したがって、ガラスクロス６を貼付することによって、高周波側の騒音の音圧レベルがより低下していることが分かる。これは、ガラスクロス６によって、切欠部４ｂ２を通じてブレードの腹側から背側に抜ける空気の量を減少させ、ブレードの高さ方向における圧力変動パターンの振幅を小さくすることで、騒音が低減したものと考えられる。なお、第１０ブレードを用いた場合には、第５ブレードを用いた場合と比較して僅かに低周波側の騒音が低減されたのみであったことから、高周波側の騒音の音圧レベルをより低減させるためには、織り密度が高いことが望ましい。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５１】
例えば、上記実施形態においては、本発明のブレードを風力発電用風車に適用する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、回転動力を得るための風車全般に適用したり、またガスタービンエンジンに適用したりすることも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  風力発電用風車、２  支柱、３  回転軸、４  ブレード、４ａ  本体部、４ａ１  後縁部、４ｂ  デバイス、４ｂ１  突出部、４ｂ２  切欠部、５  ＦＲＰシート、６  ガラスクロス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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