(57)【要約】【課題】トルクの変動の平滑化により起動特性を改善した風車を提供する。【解決手段】回転可能に支持された回転軸２と、回転軸２に固定された第１の仕切り板３Ａ、第２の仕切り板３Ｂ、第３の仕切り板３Ｃ及び第４の仕切り板３Ｄと、第１の仕切り板３Ａに上面が固定され、第２の仕切り板３Ｂに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１を有する第１の回転羽根ユニット４Ｕ１と、第２の仕切り板３Ｂに上面が固定され、第３の仕切り板３Ｃに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２を有する第２の回転羽根ユニット４Ｕ２と、第３の仕切り板３Ｃに上面が固定され、第４の仕切り板３Ｄに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３を有する第３の回転羽根ユニット４Ｕ３とを備え、且つ、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２及び第３の回転羽根ユニット４Ｕ３の各々の回転軸２への取付角を１２０度ずつずらしている。【選択図】図１
2005054724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸に固定された第１の仕切り板、第２の仕切り板、第３の仕切り板及び第４の仕切り板と、
前記第１の仕切り板に上面が固定され、前記第２の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第１の回転羽根ユニットと、
前記第２の仕切り板に上面が固定され、前記第３の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第２の回転羽根ユニットと、
前記第３の仕切り板に上面が固定され、前記第４の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第３の回転羽根ユニットとを備え、且つ、
前記第１の回転羽根ユニット、前記第２の回転羽根ユニット及び前記第３の回転羽根ユニットの各々の前記回転軸への取付角を１２０度ずつずらしている、風車。
【請求項２】
前記第１の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根、前記第２の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根及び前記第３の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の各々は、前記回転軸側の位置において連通する重なり部を有する、請求項１に記載の風車。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の風車により電力を発生させるようにした、風力発電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の風力発電装置により発生させた電力を使用する電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車、風力発電装置及びこれを用いた電気装置に関し、特に、トルクの変動の平滑化により起動特性を改善した風車、風力発電装置及びこれを用いた電気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、世界では、二酸化炭素（ＣＯ２）の増加による地球温暖化問題から、石油等を原料とする火力発電や、使用済み核燃料の廃棄・保存などの環境汚染問題から、原子力発電に代わる発電技術の開発が望まれている。
【０００３】
そのような火力発電や原子力発電に代わる発電技術として、風力発電が、原料の枯渇の問題が無い点や、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出が無い点や、廃棄の問題が無い点等から注目されている。
【０００４】
このような風力発電の中、サボニウス風車は、抗力型風車である点や、製作が容易である点、回転軸を垂直軸としているので、風向の変化に順応し易いという利点がある点や、出力係数は小さいがトルク係数が大きい点等から特に注目されている。
【０００５】
図８は、そのような従来のサボニウス風車の構成を模式的に説明する斜視図である。
【０００６】
このサボニウス風車１０１は、回転可能に支持された回転軸１０２と、回転軸１０２に固定された第１の仕切り板１０３Ａ及び第２の仕切り板１０３Ｂと、第１の仕切り板１０３Ａに上面が固定され、第２の仕切り板１０３Ｂに下面が固定された、一対の半円筒体形状の回転羽根１０５、１０５とを備える。
【特許文献１】特開平６−３２３２３７号  図１を参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のサボニウス風車には、プロペラ風車やダリウス風車に比べ、効率が低いという欠点がある。
【０００８】
このような欠点を改善する技術としては、例えば、図９に示す分割シフトバケット型ロータが既に提案されている。
【０００９】
この分割シフトバケット型ロータ２０１は、回転可能に支持された回転軸２０２と、回転軸に固定された第１の仕切り板２０３Ａ、第２の仕切り板２０３Ｂ、第３の仕切り板２０３Ｃ及び第４の仕切り板２０３Ｄと、第１の回転羽根ユニット（バケット）２０４Ｕ１と、第２の回転羽根ユニット（バケット）２０４Ｕ２と、第３の回転羽根ユニット（バケット）２０４Ｕ３とを備える。
【００１０】
第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１は、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１を備える。
【００１１】
６枚の半円筒体形状の回転羽根２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１は、取り付け角（中心角）が６０度にされている。
【００１２】
そして、第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１の各々の上面は、第１の仕切り板２０３Ａに固定され、また、第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１の各々の下面は、第２の仕切り板２０３Ｂに固定されている。
【００１３】
第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２は、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２を備える。
【００１４】
６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２は、取り付け角（中心角）が６０度にされている。
【００１５】
そして、第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２の各々の上面は、第２の仕切り板２０３Ｂに固定され、また、第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２の各々の下面は、第３の仕切り板２０３Ｃに固定されている。
【００１６】
第３の回転羽根ユニット２０４Ｕ３は、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３を備える。
【００１７】
６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３は、取り付け角（中心角）が６０度にされている。
【００１８】
そして、第３の回転羽根ユニット２０４Ｕ３を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３の各々の上面は、第３の仕切り板２０３Ｃに固定され、また、第３の回転羽根ユニット２０４Ｕ３を構成する、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３の各々の下面は、第４の仕切り板２０３Ｄに固定されている。
【００１９】
また、第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１、第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２及び第３の回転羽根ユニット２０４Ｕ３は、回転軸２０２への取付角を６０度ずつずらしている。
【００２０】
即ち、この分割シフトバケット型ロータ２０１では、第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１、第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２及び第３の回転羽根ユニット２０４Ｕ３を透視した場合、回転羽根（バケット）が２０度ずつシフトしている。
【００２１】
この分割シフトバケット型ロータ２０１は、３段に分割されており、且つ、回転羽根（バケット）を２０度ずつシフトすることで、回転トルクが角度６０度おきに脈動するのが平準化され、トルクが安定する、とされている。
【特許文献２】特開平２００２−１３０１１０号公報  図１６、図１５及び段落番号「００９５」〜「００９６」を参照。
【００２２】
しかしながら、図９に示す分割シフトバケット型ロータ２０１は、トルクの変動の平滑化を改善できるものの、起動特性については、尚、改善の余地がある。
【００２３】
即ち、本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、トルクの変動の平滑化により起動特性を改善した風車、風力発電装置及びこれを用いた電気装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
請求項１に記載の風車は、回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定された第１の仕切り板、第２の仕切り板、第３の仕切り板及び第４の仕切り板と、第１の仕切り板に上面が固定され、第２の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第１の回転羽根ユニットと、第２の仕切り板に上面が固定され、第３の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第２の回転羽根ユニットと、第３の仕切り板に上面が固定され、第４の仕切り板に下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根を有する第３の回転羽根ユニットとを備え、且つ、第１の回転羽根ユニット、第２の回転羽根ユニット及び第３の回転羽根ユニットの各々の前記回転軸への取付角を１２０度ずつずらしている。
【００２５】
この風車は、静止トルクが平滑化され、起動特性に優れているので、弱い風であったり、風に強弱があっても、風車がスムーズに回転する。
【００２６】
即ち、この風車は、優れた発電特性を有する。
【００２７】
請求項２に記載の風車は、請求項１に記載の風車の、第１の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根、第２の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根及び第３の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の各々は、回転軸側の位置において連通する重なり部を有する。
【００２８】
この風車では、第１の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、第２の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、また、第３の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ易い構成になっているので、優れた回転トルクを生み出すことができる。
【００２９】
請求項３に記載の風力発電装置は、請求項１又は請求項２に記載の風車により電力を発生させるようにした。
【００３０】
この風力発電装置は、請求項１又は請求項２に記載の風車を用いているので、優れた発電特性を有する。
【００３１】
請求項４に記載の電気装置は、請求項３に記載の風力発電装置により発生させた電力を使用する。
【００３２】
この電気装置は、請求項３に記載の風力発電装置により発生させた電力を使用しているので、風が安定していないような場合であっても負荷を駆動できる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１に記載の風車は、静止トルクが平滑化され、起動特性に優れているので、弱い風であったり、風に強弱があっても、風車がスムーズに回転する。即ち、この風車は、優れた発電特性を有する。
【００３４】
請求項２に記載の風車では、第１の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、第２の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、また、第３の回転羽根ユニットを構成する一対の半円筒体形状の羽根の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ易い構成になっているので、優れた回転トルクを生み出すことができる。
【００３５】
請求項３に記載の風力発電装置は、請求項１又は請求項２に記載の風車を用いているので、優れた発電特性を有する。
【００３６】
請求項４に記載の電気装置は、請求項３に記載の風力発電装置により発生させた電力を使用しているので、風が安定していないような場合であっても負荷を駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る風車の一例、風力発電装置の一例及びこれを用いた電気装置の一例を図面を参照しながら、更に詳しく説明する。
【００３８】
図１は、本発明に係る風車の一例を模式的に示す側面図であり、また、図２（ａ）は、図１中、Ａ−Ａ線に従う平面図であり、図２（ｂ）は、図１中、Ｂ−Ｂ線に従う平面図であり、又、図２（ｃ）は、図１中、Ｃ−Ｃ線に従う平面図である。
【００３９】
この風車１は、回転可能に支持された回転軸２と、回転軸２に固定された第１の仕切り板３Ａ、第２の仕切り板３Ｂ、第３の仕切り板３Ｃ及び第４の仕切り板３Ｄと、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１と、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２と、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３とを備える。
【００４０】
第１の回転羽根ユニット４Ｕ１は、第１の仕切り板３Ａに上面が固定され、第２の仕切り板３Ｂに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１を有する。
【００４１】
第１の回転羽根ユニット４Ｕ１を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１は、回転軸２側の位置において連通する重なり部を有回転軸２側の位置において連通する重なり部Ｒを有する。
【００４２】
より詳しく説明すると、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１は、円筒体形状のもの（図示せず。）をその中心線を通る面で切断し、そのようにして得られた一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１を、回転軸２側の位置において、重なり部Ｒが形成されるように、第１の仕切り板３Ａ及び第２の仕切り板３Ｂに固定している。
【００４３】
また、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１は、その中心角が、１８０度になるようにされている。
【００４４】
第２の回転羽根ユニット４Ｕ２は、第２の仕切り板３Ｂに上面が固定され、第３の仕切り板３Ｃに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２を有する。
【００４５】
第２の回転羽根ユニット４Ｕ２を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２は、回転軸２側の位置において連通する重なり部を有回転軸２側の位置において連通する重なり部Ｒを有する。
【００４６】
より詳しく説明すると、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２は、円筒体形状のもの（図示せず。）をその中心線を通る面で切断し、そのようにして得られた一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２を、回転軸２側の位置において、重なり部Ｒが形成されるように、第２の仕切り板３Ｂ及び第３の仕切り板３Ｃに固定している。
【００４７】
また、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２は、その中心角が、１８０度になるようにされている。
【００４８】
第３の回転羽根ユニット４Ｕ３は、第３の仕切り板３Ｃに上面が固定され、第４の仕切り板３Ｄに下面が固定された、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３を有する。
【００４９】
第３の回転羽根ユニット４Ｕ３を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３は、回転軸２側の位置において連通する重なり部を有回転軸２側の位置において連通する重なり部Ｒを有する。
【００５０】
より詳しく説明すると、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３は、円筒体形状のもの（図示せず。）をその中心線を通る面で切断し、そのようにして得られた一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３を、回転軸２側の位置において、重なり部Ｒが形成されるように、第３の仕切り板３Ｃ及び第４の仕切り板３Ｄに固定している。
【００５１】
また、一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３は、その中心角が、１８０度になるようにされている。
【００５２】
且つ、この風車１は、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２及び第３の回転羽根ユニット４Ｕ３の各々の回転軸２への取付角を１２０度ずつずらしている。
【００５３】
より特定的に説明すると、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１に対し、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２を、中心角が１２０度になるように配置し、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２に対し、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３を、中心角が１２０度になるように配置している。
【００５４】
即ち、この風車１では、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２及び第３の回転羽根ユニットＵ３を透視した場合、回転羽根（バケット）が６０度ずつシフトしている。
【００５５】
次に、実験例に基づいて、本発明に係る風車の効果を説明する。
【００５６】
図３は、本発明に係る風車の効果を確認するための実験装置の構成を概略的に示す構成図である。
【００５７】
図３（ａ）は、比較例としての風車の実験装置を示しており、図３（ｂ）は、本発明に係る風車１の実験装置を示している。
【００５８】
図３（ａ）及び図３（ｂ）の各々中、２１は、トルク検出器２１を、２２は、負荷としてのヒステリシスブレーキを、２３は、直流安定化電源を、２４は、トルク演算表示器を、２５は、演算処理装置（いわゆるパソコン）を、また、２６は、風速計を、２７は、風洞吹出口を示している。
【００５９】
図３（ａ）では、風車として、従来のサボニウス風車を用いており、その回転軸をトルク検出器２１に接続し、図３（ｂ）では、風車１の回転軸２をトルク検出器２１に接続している以外は、図３（ａ）に示す比較例としての風車の実験装置と、図３（ｂ）に示す本発明に係る風車１の実験装置は、概ね同じ大きさ、重量にされている。
【００６０】
図３（ａ）に示す比較例としての風車の実験装置、及び、図３（ｂ）に示す本発明に係る風車１の実験装置の各々について、風洞吹出口２７から吹き出させる風の風力及びヒステリシスブレーキ２２の負荷を変化させ、比較例としての風車の回転数、及び、トルクを計測した。
【００６１】
無負荷状態における比較例としての風車及び本発明に係る風車１の風速依存性（風速と風車の回転速度との相関関係）の実験結果を図４に示す。
【００６２】
図４の結果から、本発明に係る風車１（図４中、「三段式」）は、比較例としての風車（図４中、「一段式」）に比較して、回転性能が向上していることが、明らかになった。
【００６３】
また、各風速におけるトルク特性を図５に示す。
【００６４】
図５の結果から、比較例としての風車（図５中、「一段式」）は、位相角が３０°近傍、及び、位相角が２１０°近傍でトルクが最大値となり、位相角が１１０°近傍、及び、位相角が２９０°近傍でトルクが最小値となり、また、位相角が１４０°近傍、及び、３２０°近傍でトルクが大きくなるピークが現れるのに対し、本発明に係る風車１（図５中、「三段式」）は、ほぼ一定のトルクで回転することが、明らかになった。
【００６５】
このことから、本発明に係る風車１は、従来のサボニウス型の風車に比較して、起動特性が改善されていることが明らかになった。
【００６６】
また、本発明に係る風車１と図９に示す分割シフトバケット型ロータ２０１とを同じ大きさ同じ材料を用いて構成した場合、本発明に係る風車１は、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１に一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１を設け、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２に一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２を設け、また、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３に一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３を設ける構成にしているので、第１の回転羽根ユニット２０４Ｕ１に、６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１、２０５Ｕ１を設け、第２の回転羽根ユニット２０４Ｕ２に６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２、２０５Ｕ２を設け、また、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３に６枚の半円筒体形状の回転羽根（バケット）２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３、２０５Ｕ３を設けている、図９に示すサボニウス型風車（分割シフトバケット型ロータ）２０１に比較して、回転羽根の数分だけ、その重量を減らすことができるとともに、本発明に係る風車１では、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１の一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１の一方の羽根５Ｕ１の凹面で受け止めた風が、他方の羽根５Ｕ１の凸面側へ流れ、第２の回転羽根ユニット４Ｕ１の一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２の一方の羽根５Ｕ２の凹面で受け止めた風が、他方の羽根５Ｕ２の凸面側へ流れ、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３の一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３、５Ｕ３の一方の羽根５Ｕ３の凹面で受け止めた風が、他方の羽根５Ｕ３の凸面側へ流れるという現象がスムーズに行なわれる結果、起動特性が優れている。
【００６７】
即ち、サボニウス風車は、軸対象に配置した2つのお椀状バケットの流体抵抗の差で回転力を得ている。風の流れを受ける左右2枚の凹凸のお椀状バケットの内、凹型のバケットは風を受け止める働きをして、大きな抵抗力によって強い回転力を生じるが、軸対称に１８０°回転した位置にある凸型のバケットは、その丸まった背面を風が流がれ落ちるように作用するので流体抵抗は小さく弱い回転力に結果する。従って、この2つの凹凸のバケットに働く流体抵抗すなわち回転力の差が全体の回転を決定する。ここで重要なのは凹型バケットに溜められた風がスムーズに排出される逃げ場の確保である。凹型バケットに受け止められた大部分の空気は回転が進むにしたがって風車ユニットの外側へ投げ捨てられるが、回転中心軸付近の空気は逃げ場を失って、バケット全体が回転することに抵抗するように働き回転力を弱める働きをなす。そこで、回転中心軸付近に溜められた空気を反対側の凸型バケットの裏側に回りこませるために2つのバケットが重ね合わさる部分の隙間を設けて流体抵抗を少なくする。
【００６８】
一方、図９に示す6枚羽根（バケット）は回転力を高めるのではなく、回転力を劣化させる働きをなし、2枚バケット風車に劣り、6枚にした意味が認められない。すなわち、風を受ける働きをするバケット一枚だけは回転を生じるのに有効に働くが、他の5枚のバケットは、流体抵抗を増す働きをなし、全体としての回転力を弱めることに結果する。最も風上に位置するバケットは風を受ける働きをする凹型バケットへ流下する風の量を半減させるので、風を受ける働きをする凹型バケットの回転力を弱める働きをする。風を受ける働きをする凹型バケットに先行する凹型バケットは流れ込む風を直接受けないので回転力にならない。凸型バケットは2枚羽根風車の凸型バケットと同じ流体抵抗として働いている。さらに、中心軸付近に押し込められた空気は逃げ場を失って、回転力を弱める働きしかしない。
【００６９】
これらの流体抵抗の回転力に及ぼす力を総合的に考えれば、サボニウス風車のバケットの数は6枚にするよりも2枚のほうが効率のよい風車であると言える。
【００７０】
また、本発明に係る風車１では、回転軸２の直径をｄ（図２中の直径ｄを参照。）、風車１の各々のユニットの一対の半円筒体形状の羽根の間に隙間の長さをＳ（図２中の隙間の長さＳを参照。）とした場合、０．１５≦Ｓ／２ｒ≦０．２５の関係を満たすときに、風車１の回転トルクが高くなることが、実験により明らかになった。
【００７１】
次に、本発明に係る風車を用いた電気装置の一例を説明する。
【００７２】
図６は、そのような電気装置の外観構成を模式的に示す斜視図であり、図７は、図６に示す電気装置の回路ブロック図である。
【００７３】
この電気装置３１は、本発明に係る風車１と、負荷（この例では、ライト）３２と、二次電池３３と、発電機３４とを備える。
【００７４】
尚、図７中、３５で示す部材装置は、コンバータ（交直変換回路）を、また、３６で示す部材装置は、スイッチ手段を示している。
【００７５】
風車１の回転エネルギーは、発電機３４により交流に変えられる。発電機３４によって交流に変えられたエネルギーはコンバータ３５により直流に変換され、二次電池３３に蓄えられる。
【００７６】
また、図６中、３７は、台座部を示しており、この例では、二次電池３３、発電機３４及びコンバータ３５は、台座部３７内に収容されている。また、この例では、スイッチ手段３６は、台座部３７の底面に設けられている。
【００７７】
そして、スイッチ手段３６をオンにすると、二次電池３３に蓄えられている電力が負荷（この例では、ライト）３２に供給され、負荷（この例では、ライト）３２が駆動（この例では、点灯）するようになっている。
【００７８】
尚、図６及び図７に示す電気装置は、本発明を説明するために用いたものであって、本発明に係る電気装置は、図６及び図７に示した電気装置に限定されることはない。
【００７９】
即ち、風車１により電力を発生させるようにした、風力発電装置や、そのような風力発電装置によって発生させた電力を用いて負荷を駆動する電気装置は、いずれも、本発明に含まれる。
【００８０】
以上、説明したように、本発明に係る風車１は、静止トルクが平滑化され、起動特性に優れているので、弱い風であったり、風に強弱があっても、風車１がスムーズに回転する。
【００８１】
即ち、本発明に係る風車１は、優れた発電特性を有する。
【００８２】
また、この風車１では、第１の回転羽根ユニット４Ｕ１を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ１、５Ｕ１の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、第２の回転羽根ユニット４Ｕ２を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ２、５Ｕ２の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ、また、第３の回転羽根ユニット４Ｕ３を構成する一対の半円筒体形状の羽根５Ｕ３，５Ｕ３の一方の凹面で受けた風が、他方の凸面側に流れ易い構成になっているので、優れた回転トルクを生み出すことができる。
【００８３】
また、図６及び図７に例示したような電気装置３１は、風車１を用いているので、優れた発電特性を有する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係る風車、風力発電装置及びこれを用いた電気装置は、自然界にある風をエネルギーととして有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る風車の一例を模式的に示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１中、Ａ−Ａ線に従う平面図であり、図２（ｂ）は、図１中、Ｂ−Ｂ線に従う平面図であり、又、図２（ｃ）は、図１中、Ｃ−Ｃ線に従う平面図である。
【図３】本発明に係る風車の効果を確認するための実験装置の構成を概略的に示す構成図であり、図３（ａ）は、比較例としての風車の実験装置を示しており、図３（ｂ）は、本発明に係る風車１の実験装置を示している。
【図４】無負荷状態における比較例としての風車及び本発明に係る風車１の風速依存性を示すグラフである。
【図５】各風速におけるトルク特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係る電気装置の一例の外観構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６に示す電気装置の回路ブロック図である。
【図８】従来のサボニウス風車の構成を模式的に説明する斜視図である。
【図９】従来のサボニウス型風車（分割シフトバケット型ロータ）の構成を模式的に説明する説明図であり、図９（ａ）はその側面図を、また、図９（ｂ）は、その平面図を示している。
【符号の説明】
【００８６】
１  風車
２  回転軸
３Ａ  第１の仕切り板
３Ｂ  第２の仕切り板
３Ｃ  第３の仕切り板
３Ｄ  第４の仕切り板
４Ｕ１  第１の回転羽根ユニット
４Ｕ２  第２の回転羽根ユニット
４Ｕ３  第３の回転羽根ユニット
５Ｕ１、５Ｕ２、５Ｕ３  羽根
【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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