(57)【要約】【課題】  ローターが回転する事によって生じる気流騒音をほとんど発生させることない風車翼を低コストで容易に製造することが可能な風車翼の製造方法、該製造方法によって製造された風車翼、および該風車翼を備えた風力発電装置を提供すること。【解決手段】  風車翼本体の表面にゲル状粘弾性物質を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは上記ゲル状粘弾性物質に浸すことにより、風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被い、さらに、上記風車翼本体を被っているゲル状粘弾性物質の表面に対して、上記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に上記凹部と上記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成する。【選択図】      図７
2005315094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車翼の製造方法において、
風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被うことを特徴とする風車翼の製造方法。
【請求項２】
前記風車翼本体の表面に前記ゲル状粘弾性物質を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは前記ゲル状粘弾性物質に浸すことにより、前記風車翼本体が前記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることを特徴とする請求項１に記載の風車翼の製造方法。
【請求項３】
さらに、前記風車翼本体を被っているゲル状粘弾性物質の表面に対して、前記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に前記凹部と前記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の風車翼の製造方法。
【請求項４】
前記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に前記凹部と前記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するように、前記風車翼本体の表面に前記ゲル状粘弾性物質を印刷転写することにより、前記風車翼が前記リブレットを形成した前記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることを特徴とする請求項１に記載の風車翼の製造方法。
【請求項５】
風車翼の製造方法において、
前記風車翼本体の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に前記凹部と前記凸部がスジ状部を形成するように、風車翼本体を製造し、
前記風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被うことにより、前記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に前記凹部と前記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するようにしたことを特徴とする風車翼の製造方法。
【請求項６】
前記風車翼本体の表面に前記ゲル状粘弾性物質を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは前記ゲル状粘弾性物質に浸すことにより、前記風車翼本体が前記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることを特徴とする請求項５に記載の風車翼の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の風車翼の製造方法により製造されることを特徴とする風車翼。
【請求項８】
請求項７に記載の風車翼を備えることを特徴とする風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に用いる風車翼の製造方法、該製造方法によって製造された風車翼、および該風車翼を備えた風力発電装置に関し、特に、ローターが回転する事によって生じる気流騒音をほとんど発生させることない風車翼の製造方法、該製造方法によって製造された風車翼、および該風車翼を備えた風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電は、地球温暖化、大気汚染などの環境破壊から地球を守るために、最近では世界規模でその普及が促進している。こうした中で、風車翼から発生する、いわゆる風きり音による騒音が新たな騒音公害として問題化している。特に、小型風力発電の分野においては、風力発電装置を市街地の住宅などに設置する場合が多いことなどにより、該騒音の低減が必要とされるに至っている。
【０００３】
従来は、このような騒音のレベルを下げる方法として、プロペラの回転数を下げる方法が有効とされてきた。例えば、その方法として、予め風車翼の設計にあたって、周速比（回転しているプロペラの先端が進む速度と、風力発電装置に流入する風速との比）が小さくなるような設計を行っていた。具体的には、小型風力発電装置において、高効率の発電を目標とする場合、風車翼の周速比は「９」（風速１２．５ｍ／秒時にプロペラの先端が１２．５ｍ／秒×９＝１１２ｍ／秒の速さで回転しているということ）程度にするように、風車翼を設計していた。
【０００４】
また、高周速比を持つ風車翼の場合には、設置する周囲の環境などに合わせて、風車翼の回転数を低下させる制御装置を用いる方法がとられていた。
しかしながら、効率的に発電をするようにするためには、周速比を高くする必要があり、このことにより、風車翼から発生する騒音のレベルも高くなってしまっていた。
【０００５】
すなわち、従来の風力発電装置は、上述のような騒音を低下させるためには、風車翼の設計に際して、効率を犠牲にして予め周速比を小さくしなければならず、発電効率を犠牲にして騒音を抑制しなければないという問題点があった。
また、高周速比を持つ風車翼の場合には、設置する周囲の環境などに合わせて、風車翼の回転数を低下させる制御装置を用いなければならず、発電効率を犠牲にして騒音を抑制しなければならないという問題点があった。
【０００６】
これらの問題点を解決するために、風車翼の一部あるいは全部に、縦渦を発生させる凹凸部を設けることにより騒音を低減させる技術が開発されてきた。
例えば、風車翼の表面に等間隔で配置される棒状のフィラメントと、該フィラメントを風車翼の表面に接着する接着剤とによって、風車翼の前縁から後縁に向けて延在する連続した複数の細い溝を、風車の半径方向に隣接するようにして構成することにより、風車翼の表面にスジ状のリブレットを設けた風車翼がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２０１０２１号公報
【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、従来のリブレットを設けた風車翼は、ローターが回転する事によって生じる気流騒音を低減させる効果があるが、その製造方法が複雑であるという問題点があった。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、ローターが回転する事によって生じる気流騒音をほとんど発生させることない風車翼を低コストで容易に製造することが可能な風車翼の製造方法、該製造方法によって製造された風車翼、および該風車翼を備えた風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の風車翼の製造方法は、風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被うことを特徴とする。
また、本発明の風車翼の製造方法は、上記風車翼本体の表面に上記ゲル状粘弾性物質を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは上記ゲル状粘弾性物質に浸すことにより、上記風車翼本体が上記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることが望ましい。
【０００９】
また、本発明の風車翼の製造方法は、さらに、上記風車翼本体を被っているゲル状粘弾性物質の表面に対して、上記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に上記凹部と上記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するようにしたことが望ましい。
【００１０】
また、本発明の風車翼の製造方法は、上記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に上記凹部と上記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するように、上記風車翼本体の表面に上記ゲル状粘弾性物質を印刷転写することにより、上記風車翼が上記リブレットを形成した上記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、本発明の風車翼の製造方法は、上記風車翼本体の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に上記凹部と上記凸部がスジ状部を形成するように、風車翼本体を製造し、そして、上記風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被うことにより、上記風車翼の長手方向に凹部と凸部とが交互になり短手方向に上記凹部と上記凸部がスジ状になるようにリブレットを形成するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の風車翼の製造方法は、上記風車翼本体の表面に上記ゲル状粘弾性物質を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは上記ゲル状粘弾性物質に浸すことにより、上記風車翼本体が上記ゲル状粘弾性物質で被われるようにすることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、本発明の風車翼は、これらの風車翼の製造方法により製造された風車翼であることを特徴とする。
また、本発明の一態様によれば、本発明の風力発電装置は、上記の風車翼を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、風車翼本体の全体または一部をゲル状粘弾性物質で被うことにより、風車のローターが回転する事によって生じる気流騒音をほとんど発生させることない風車翼を低コストで容易に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
まず、図１乃至図５を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。
（ゲル状粘弾性物質で被う）
図１は、風車の正面図であり、図２は、風車の側面図である。
【００１６】
図１および図２において、風車１は、３枚の風車翼２と、各風車翼２が取付けられた回転軸とを備えている。このような風車１は、例えば、小型の風力発電装置に用いられ、風力を回転力に変換することにより電気エネルギーを発生させている。
図３は、風車翼の正面図であり、図４は、風車翼の側面図である。
【００１７】
図３および図４に示した風車翼２は、その断面が翼形の形状を有しており、例えば、長さが６００ｍｍ前後、幅がおよそ１５ｍｍ〜１５０ｍｍ、厚さがおよそ１０ｍｍ前後である。また、風車翼２の基端側（回転軸に取付けられる側）は、風の流れに対する立ち上がり角度が大きく、先端に向かうにつれて徐々に減少し最先端部で風の流れに対する立ち上がり角度が最小となっている。
【００１８】
図５は、第１の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
図５は、図４に示した風車翼２の一部を拡大した図になっている。
図５において、風車翼２は、風車翼本体２１の全体または一部を、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２で被うことにより製造されている。
【００１９】
ゲル状粘弾性物質２２としてより具体的には、例えば、天然ゴム、合成ゴム、シリコンゴム等のゴム系の粘弾性物質、ポリウレタン系樹脂等の熱硬化性樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エステルやその誘導体からなる共重合樹脂等の熱可塑性樹脂、これらのゴムや樹脂をベースポリマーとした粘着剤等を用いることができる。また、感圧接着剤（例えば、天然ゴムや各種の合成ゴム等からなるゴム系感圧接着剤；（メタ）アクリル酸アルキルエステルの単独又は共重合体や、該エステルと、このエステルに対して共重合可能な他の不飽和単量体との共重合体等からなるアクリル系感圧接着剤；シリコーン系感圧接着剤など）、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ系樹脂、不飽和エステル系樹脂、熱硬化性アクリル系樹脂、フェノール系樹脂など）、熱可塑性樹脂（例えば、飽和ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂など）なども挙げられる。
【００２０】
なお、ゲル状粘弾性物質２２は、感圧接着剤、熱硬化性樹脂、および熱可塑性樹脂から選択された少なくとも２種からなるブレンドであってもよく、必要に応じて、粘着付与剤、架橋剤など、適宜な添加剤を添加することもできる。
次に、第２の実施の形態乃至第６の実施の形態として、風車翼本体２１の全体または一部をゲル状粘弾性物質２２で被う具体的な方法を説明する。
第２の実施の形態
本発明を適用した第２の実施の形態としては、風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部に、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２を、例えば溶媒中に分散させることにより粘性を低下させ（流動的にし）、望ましくは刷毛等を用いて略均一に塗り付ける。その後溶媒を乾燥させることにより、風車翼２は、上記風車翼本体２１が上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となり、言い換えれば風車翼本体２１の外側がゲル状粘弾性物質２２で被われた二重構造となる。
第３の実施の形態
本発明を適用した第３の実施の形態としては、風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部に、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２を、例えば溶媒中に分散させることにより粘性を低下させ（流動的にし）、望ましくはスプレーガン等を用いて略均一に噴き付ける。その後溶媒を乾燥させることにより、風車翼２は、上述の第２の実施の形態と同様、上記風車翼本体２１が上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となる。
第４の実施の形態
本発明を適用した第４の実施の形態としては、風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部に、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２を、例えば溶媒中に分散させることにより粘性を低下させ（流動的にし）、インクとして印刷することにより転写する。その後溶媒を乾燥させることにより、風車翼２は、上述の第２または第３の実施の形態と同様、上記風車翼本体２１が上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となるが、上述の第２の実施の形態における塗り付け、または第３の実施の形態における噴き付けに比べ、粘性の高い状態でゲル状粘弾性物質２２の印刷転写が行えるので、その後の乾燥工程を短時間で行うことができる。
第５の実施の形態
本発明を適用した第５の実施の形態としては、まず、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２を、シート状あるいはフィルム状に形成する。シート状あるいはフィルム状に形成する方法としては、板状に形成したゲル状粘弾性物質２２を延伸してもよいし、最初からシート状あるいはフィルム状に形成に形成してもよい。そして、シート状あるいはフィルム状に形成したゲル状粘弾性物質２２を、風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部に接着剤等を用いて接着させ、あるいは密着させてラッピングする。このようにすることにより、風車翼２は、上述の第２乃至第４の実施の形態と同様、上記風車翼本体２１が上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となる。
第６の実施の形態
本発明を適用した第６の実施の形態としては、上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、感圧接着剤、エネルギー線硬化型樹脂またはエネルギー線硬化型粘着剤等のゲル状粘弾性物質２２を、例えば溶媒中に分散させることにより粘性を低下させ（流動的にし）、その中に風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部を所定時間浸漬する。その後風車翼本体２１を取り出して溶媒を乾燥させることにより、風車翼２は、上記風車翼本体２１が上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となり、言い換えれば風車翼本体２１の外側がゲル状粘弾性物質２２で被われた二重構造となる。
【００２１】
以上、第１の実施の形態乃至第６の実施の形態として、風車翼本体２１の全体または一部をゲル状粘弾性物質２２で被うことにより、風車２のローターが回転する事によって生じる気流騒音をほとんど発生させることない風車翼を低コストで容易に製造する方法を説明した。
【００２２】
次に、気流騒音の発生をさらに抑えた風車の製造方法について説明する。
図６は、第７の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
図６は、図４に示した風車翼２の一部を拡大した図５と同様、風車翼の一部を拡大した図になっている。
【００２３】
図６において、風車翼３は、まず、上述の第１の実施の形態乃至第６の実施の形態の何れかの方法を用いて、風車翼本体２１の全体または一部をゲル状粘弾性物質２３で被う。
そして、例えば、所定間隔を空けて一列に並んだ釘状の突起物を有する加工具を用い、当該突起物をゲル状粘弾性物質２３の表面にあてがい、加工具と風車２とを相対移動させてゲル状粘弾性物質２３の表面を引っ掻くことにより、上記風車翼３の長手方向に凹部２３２と凸部２３１とが交互になり短手方向に上記凹部２３２と上記凸部２３１がスジ状のリブレット２３０（図７参照）を形成するようにする。
【００２４】
なお、図６において凹部２３２と凸部２３１は、曲線（曲面）を描くように示されているが、加工具が備える突起物の形状、またはゲル状粘弾性物質２３の粘性度等により、その形状は様々であるが、全体として風車翼３の長手方向に凹部２３２と凸部２３１とが交互になっていればよい。
【００２５】
図７は、リブレットを形成した風車翼を説明するための図である。
図７において、リブレット２３０は、上述したように加工具と風車２とを相対移動させてゲル状粘弾性物質２３の表面を引っ掻くことにより、上記風車翼３の長手方向に凹部２３２と凸部２３１とが交互になり短手方向に上記凹部２３２と上記凸部２３１がスジ状のリブレット２３０が形成される。
【００２６】
次に、本発明を適用した第８の実施の形態について説明する。
本発明を適用した第８の実施の形態としては、風車翼本体２１の全体、あるいは風車翼本体２１の表面を中心にした一部に、上述の熱硬化性樹脂等のゲル状粘弾性物質２３を、例えば溶媒中に分散させることにより粘性を低下させ（流動的にし）、インクとして印刷することにより転写する。その際、印刷により転写されるゲル状粘弾性物質２３が、上記風車翼３の長手方向に凹部２３２と凸部２３１とが交互になり短手方向に上記凹部２３２と上記凸部２３１がスジ状になりリブレット２３０を形成するようにする。その後溶媒を乾燥させることにより、風車翼２は、上記風車翼本体２１がリブレット２３０を形成した上記ゲル状粘弾性物質２２で被われる構造となる。
【００２７】
次に、本発明を適用した第９の実施の形態について説明する。
図８は、第９の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
図８において、風車翼本体２４は、上記風車翼本体２４の長手方向に凹部２４２と凸部２４１とが交互になり短手方向に上記凹部２４２と上記凸部２４１がスジ状部を形成するように、例えば、金型を用いて製造される。そして、上述の第１乃至第６の実施の形態と同様にして、すなわち、風車翼本体２４の表面に上記ゲル状粘弾性物質２５を塗り付け、噴き付け、印刷転写し、あるいは接着し、若しくは、風車翼本体２４を上記ゲル状粘弾性物質２５に浸すことにより、上記風車翼本体２４の全体または一部をゲル状粘弾性物質２５で被う。このようにすることにより、上記風車翼４の長手方向に凹部２５２と凸部２５１とが交互になり短手方向に上記凹部２５２と上記凸部２５１がスジ状になりリブレットを形成する。
【００２８】
以上、本発明の実勢の形態１乃至９を説明してきたが、これらの実施の形態により製造された風車翼２、３、４は、本発明を構成する。
また、本発明の実施の形態により製造された風車翼２、３、４は、風力を回転力に変換することにより電気エネルギーを発生させる風力発電装置、好ましくは小型の風力発電装置に用いることができる。すなわち、これらの実施の形態により製造された風車翼２、３、４を備えた風力発電装置は、本発明を構成する。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用される風車翼の製造方法は、その機能が実行されるのであれば、上述の実施の形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成を取ることができる。
例えば、本発明の実施の形態により製造された風車翼２、３、４は、扇風機、空冷ファン、スクリュー等の翼（羽根）に用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】風車の正面図である。
【図２】風車の側面図である。
【図３】風車翼の正面図である。
【図４】風車翼の側面図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
【図６】第７の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
【図７】リブレットを形成した風車翼を説明するための図である。
【図８】第９の実施の形態にかかる風車翼の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
１        風車
２        風車翼
３        風車翼
２１      風車翼本体
２２      ゲル状粘弾性物質
２３      ゲル状粘弾性物質
２４      風車翼本体
２５      ゲル状粘弾性物質
２３０    リブレット
２３１    凸部
２３２    凹部
２４１    凸部
２４２    凹部
２５１    凸部
２５２    凹部
【図１】
2005315094.tif 000003
【図２】
2005315094.tif 000004
【図３】
2005315094.tif 000005
【図４】
2005315094.tif 000006
【図５】
2005315094.tif 000007
【図６】
2005315094.tif 000008
【図７】
2005315094.tif 000009
【図８】
2005315094.tif 000010