(57)【要約】【課題】風車翼の表面から脱落しにくいボルテックスジェネレータおよびこれを備えた風車翼並びに風力発電装置を提供する。【解決手段】風車翼に取り付けられるボルテックスジェネレータは、前記風車翼の表面に取り付けられる基部と、前記基部上に立設される少なくとも一本のフィンと、を備え、少なくとも、前記風車翼の翼長方向に沿った前記基部の断面が湾曲凸形状を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車翼に取り付けられるボルテックスジェネレータであって、
前記風車翼の表面に取り付けられる基部と、
前記基部上に立設される少なくとも一本のフィンと、
を備え、
少なくとも、前記風車翼の翼長方向に沿った前記基部の断面が湾曲凸形状を有することを特徴とする風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項２】
前記風車翼のコード方向に沿った前記基部の断面が湾曲凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項３】
前記基部は、前記風車翼の前記表面に直交する何れの断面においても、前記フィンとの接続部を除く領域内にて湾曲凸形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項４】
前記基部は、平面視において円形状又は楕円形状を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項５】
前記風車翼の前記表面に対向する前記基部の裏面のコード方向に沿った曲率は、前記基部の取付位置における前記風車翼の前記表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項６】
前記基部の前記裏面のコード方向に沿った曲率は、前記風車翼の最大コード長位置における前記表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きいことを特徴とする請求項５に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項７】
少なくとも前記基部の前記裏面と前記風車翼の前記表面との間の空隙に充填され、前記基部を前記風車翼の前記表面に固定するための接着材層をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項８】
前記基部に接続される前記フィンの根本部は、フィレットを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項９】
前記少なくとも一本のフィンは、前記基部上に設けられる一対のフィンであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項１０】
前記ボルテックスジェネレータは、前記風車翼の負圧面において、該負圧面に沿った風の流れの乱流域内に設置されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の風車翼のボルテックスジェネレータ。
【請求項１１】
翼本体と、
前記翼本体の表面に取り付けられた請求項１乃至１０の何れか一項に記載のボルテックスジェネレータと、
を備えることを特徴とする風車翼。
【請求項１２】
請求項１１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】
本開示は、ボルテックスジェネレータ、風車翼および風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、風車の運転効率を向上させる観点から、風車翼の空力的性能を改善する試みがなされている。その試みの一つは、風車翼の表面にボルテックスジェネレータを設け、風車翼の表面に沿った流れの剥離を抑制することである。
【０００３】
特許文献１〜特許文献１０には、風車翼の表面に取り付けられる基部と該基部上に立設されたフィンとを有するボルテックスジェネレータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１４０８５６号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２５４８８００号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２７９９７０９号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／１４０７７１号
【特許文献５】欧州特許出願公開第２４８４８９５号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２４８４８９６号明細書
【特許文献７】欧州特許出願公開第２４８４８９７号明細書
【特許文献８】欧州特許出願公開第２４８４８９８号明細書
【特許文献９】国際公開第２０１５／０３０５７３号
【特許文献１０】欧州特許出願公開第２５９７３００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜１０に記載のボルテックスジェネレータは、風車翼の変形によって基部に大きな応力が発生し、風車翼の表面から脱落してしまう可能性がある。ボルテックスジェネレータが風車翼から脱落しても、風車の運転を継続することは可能であるが、風車の性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、風車翼の表面から脱落しにくいボルテックスジェネレータおよびこれを備えた風車翼並びに風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風車翼のボルテックスジェネレータは、
風車翼に取り付けられるボルテックスジェネレータであって、
前記風車翼の表面に取り付けられる基部と、
前記基部上に立設される少なくとも一本のフィンと、
を備え、
少なくとも、前記風車翼の翼長方向に沿った前記基部の断面が湾曲凸形状を有する。
【０００８】
風力発電装置の運転中、空力荷重に起因した曲げ変形によって風車翼は撓む。このため、風車翼の表面に取り付けられた基部には大きな応力が発生してしまう。
この点、上記（１）の構成によれば、ボルテックスジェネレータの基部が、風車翼の翼長方向に沿った湾曲凸形状の断面を有するので、風車翼の曲げ変形に追従して基部が変形可能であり、基部に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクを低減することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記風車翼のコード方向に沿った前記基部の断面が湾曲凸形状を有する。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、風力発電装置の運転中、風車翼が捩り変形しても、風車翼の捩り変形に追従して基部が変形可能であり、基部に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記基部は、前記風車翼の前記表面に直交する何れの断面においても、前記フィンとの接続部を除く領域内にて湾曲凸形状を有する。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、風車翼の複雑な変形に基部が追従し、基部に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記基部は、平面視において円形状又は楕円形状を有する。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、風車翼の変形に起因して基部に生ずる応力を効果的に分散させ、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記風車翼の前記表面に対向する前記基部の裏面のコード方向に沿った曲率は、前記基部の取付位置における前記風車翼の前記表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きい。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、風車翼の表面への基部の密着性を向上させることができ、ボルテックスジェネレータの脱落リスクをより一層低減することができる。
【００１７】
（６）一実施形態では、上記（５）の構成において、
前記基部の前記裏面のコード方向に沿った曲率は、前記風車翼の最大コード長位置における前記表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きい。
【００１８】
風車翼の翼根側では、最適コード長に対する実際のコード長の不足を補うために、最大揚力係数Ｃｌｍａｘを向上させることが望ましい。このためには、最大コード長位置付近の領域にボルテックスジェネレータを取り付けることで、風車翼の表面に沿った流れの剥離を抑制することが有効である。
上記（６）の構成によれば、最大揚力係数を向上させるためにボルテックスジェネレータを風車翼の最大コード長位置付近の領域（翼先端側に比べてコード方向に沿った翼本体表面の曲率が大きい領域）に取り付ける場合であっても、風車翼の表面への基部の密着力を適切に確保することができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、
前記ボルテックスジェネレータは、
少なくとも前記基部の前記裏面と前記風車翼の前記表面との間の空隙に充填され、前記基部を前記風車翼の前記表面に固定するための接着材層をさらに備える。
【００２０】
上記（７）の構成によれば、基部の裏面と風車翼の表面との間の空隙に接着材層を形成したので、風車翼の表面への基部の密着力を向上させるとともに、接着材層による応力緩和効果を期待でき、ボルテックスジェネレータの脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記基部に接続される前記フィンの根本部は、フィレットを有する。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、フィンの根本部と基部との接続部における応力集中を抑制し、ボルテックスジェネレータの強度を向上させることができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、
前記少なくとも一本のフィンは、前記基部上に設けられる一対のフィンである。
【００２４】
ボルテックスジェネレータを構成するフィンは、翼長方向に沿って複数設けられることがある。これにより、ボルテックスジェネレータによる剥離抑制効果を広い翼長方向範囲にて享受することができる。この場合、基部上に設けられるフィンの数を増加させれば、ボルテックスジェネレータの風車翼への取付作業を効率的に行うことができる反面、翼長方向に沿った基部の長さが増加してしまい、風車翼の曲げ変形に起因して基部に生じる応力により、ボルテックスジェネレータの脱落リスクが高まってしまうという問題がある。
この点、上記（９）の構成によれば、基部上に設置するフィン数を２個に制限し、且つ、上記（１）で述べたように、翼長方向に関して湾曲凸形状の断面を有する基部を採用したので、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクを効果的に低減することができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
前記ボルテックスジェネレータは、前記風車翼の負圧面において、該負圧面に沿った風の流れの乱流域内に設置される。
【００２６】
風車翼の負圧面における流れの剥離は、前縁近傍の層流域からその下流側の乱流域に向かって境界層が徐々に厚くなり、後縁に到達する前に流れが剥がれてしまうことで生じる。
この点、上記（１０）の構成によれば、負圧面に沿った風の流れの乱流域内にボルテックスジェネレータを設置することで、負圧面からの流れの剥離を抑制することができる。
【００２７】
（１１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風車翼は、
翼本体と、
前記翼本体の表面に取り付けられた、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成のボルテックスジェネレータと、
を備える。
【００２８】
上記（１１）の構成によれば、上記（１）で述べたように、ボルテックスジェネレータの基部が、風車翼の翼長方向に沿った湾曲凸形状の断面を有するので、風車翼の曲げ変形に追従して基部が変形可能であり、基部に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクを低減し、長期に亘ってボルテックスジェネレータによる風車翼の性能改善効果を享受することができる。
【００２９】
（１２）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る風力発電装置は、
上記（１１）の構成の風車翼を備える。
【００３０】
上記（１２）の構成によれば、上記（１１）の構成の風車翼を備えるので、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクを低減し、長期に亘ってボルテックスジェネレータによる風力発電装置の効率改善効果を享受することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボルテックスジェネレータの基部に発生する応力を分散させることができ、よって、風車翼の表面からのボルテックスジェネレータの脱落のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態に係るボルテックスジェネレータを備えた風車翼の斜視図である。
【図２】一実施形態に係るボルテックスジェネレータの斜視図である。
【図３】一実施形態に係るボルテックスジェネレータの翼長方向に沿った断面図（図２のＡ−Ａ断面）である。
【図４Ａ】一実施形態に係る翼先端側のボルテックスジェネレータのコード方向に沿った断面図（図２のＢ−Ｂ断面）である。
【図４Ｂ】一実施形態に係る翼根側のボルテックスジェネレータのコード方向に沿った断面図（図２のＢ−Ｂ断面）である。
【図５】他の実施形態に係るボルテックスジェネレータの翼長方向に沿った断面図（図２のＡ−Ａ断面に対応）である。
【図６】一実施形態に係るボルテックスジェネレータの平面図である。
【図７】他の実施形態に係るボルテックスジェネレータの平面図である。
【図８】他の実施形態に係るボルテックスジェネレータの斜視図である。
【図９】さらに他の実施形態に係るボルテックスジェネレータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３４】
最初に、図１を例示して、幾つかの実施形態に係る風車翼１の全体構成について説明する。なお、図１は、一実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０を備えた風車翼１の斜視図である。
幾つかの実施形態に係る風車翼１は、翼本体２と、翼本体２の表面（翼面）に取付けられるボルテックスジェネレータ１０と、を備える。
【００３５】
翼本体２は、風力発電装置のハブに取付けられる翼根３と、ハブから最も遠くに位置する翼先端４と、翼根３と翼先端４の間に延在する翼型部５と、を含む。また、風車翼１は、翼根３から翼先端４にかけて、前縁６と後縁７とを有する。また、風車翼１の外形は、圧力面（腹面）８と、圧力面８に対向する負圧面（背面）９とによって形成される。
なお、以下の説明において、「翼長方向」とは、翼根３から翼先端４に向かう方向であり、「コード方向」とは、前縁６と後縁７とを結ぶ線（コード）に沿った方向である。
【００３６】
上記風車翼１を備える風力発電装置は、一実施形態では、複数の風車翼１が放射状にハブに取付けられており、これら複数の風車翼１で風を受けることによってロータ（風車翼１及びハブを含む）が回転し、ロータに連結された発電機で発電を行うように構成されている。
【００３７】
次に、図２〜図９を参照して、幾つかの実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０について具体的に説明する。
【００３８】
図２は、一実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の斜視図である。図８は、他の実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の斜視図である。図９は、さらに他の実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の斜視図である。なお、これらの図において、二点鎖線は仮想線であり、ボルテックスジェネレータ１０の形状をわかり易くするために示している。
図２、図８及び図９に示すように、幾つかの実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０は、風車翼１の表面（より具体的には翼本体２の表面）に取り付けられる基部１１と、基部１１上に立設される少なくとも一本のフィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）と、を備えている。基部１１は、外部に露出した表面１２と、翼本体２の表面に対向した裏面１３と、を有する。
一実施形態では、風車翼１には、フィン１及び基部１１を備えるボルテックスジェネレータ１０が、翼長方向に複数配列されている。
【００３９】
図３及び図５は、翼長方向に沿ったボルテックスジェネレータ１０の基部１１の断面１８を示している。なお、図３は、一実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の翼長方向に沿った断面図（図２のＡ−Ａ断面）である。図５は、他の実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の翼長方向に沿った断面図（図２のＡ−Ａ断面に対応）である。
図３及び図５に示すように、幾つかの実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０は、少なくとも、風車翼１の翼長方向に沿った基部１１の断面１８が湾曲凸形状を有している。
【００４０】
ここで、「湾曲凸形状」とは、風車翼１から離れる方向に隆起するとともに、隆起した部分の輪郭（基部１１の表面１２の形状）が湾曲しているような形状を指す。
隆起した部分の輪郭は、図３に示す実施形態のように単一の曲率半径の円弧によって形成されていてもよいし、図示は省略するが他の実施形態として複数の曲率半径の円弧の組合せによって形成されていてもよい。
また、図５に示す他の実施形態のように、基部１１の隆起した部分の輪郭は、円弧形状の湾曲部１６と直線形状の直線部１５との組合せによって形成されていてもよい。
【００４１】
風力発電装置の運転中、空力荷重に起因した曲げ変形によって風車翼１は撓む。このため、風車翼１の表面に取り付けられた基部１１には大きな応力が発生してしまう。
この点、上記実施形態によれば、ボルテックスジェネレータ１０の基部１１が、風車翼１の翼長方向に沿った湾曲凸形状の断面１８を有するので、風車翼１の曲げ変形に追従して基部１１が変形可能であり、基部１１に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクを低減することができる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図５に例示するように、基部１１の湾曲部１６と直線部１５との組合せからなる隆起部分の輪郭のうち、少なくとも一つの湾曲部（円弧形状）１６によって形成される領域の翼長方向長さの総和Ｌａｒｃ（Ｌａｒｃ１＋Ｌａｒｃ２）は、断面１８における基部１１の翼長方向における全長をＬｔｏｔａｌとしたとき、Ｌａｒｃ≧０．５Ｌｔｏｔａｌを満たす。具体的には、基部１１は、翼長方向に沿った断面１８において中央領域に設けられた直線部１５と、翼長方向の両端側に設けられた２つの湾曲部１６，１６とを含む。この構成の場合、一方の湾曲部１６の翼長方向長さＬａｒｃ１と、他方の湾曲部１６の翼長方向長さＬａｒｃ２との和が、基部１１の翼長方向における全長Ｌｔｏｔａｌの０．５倍以上である。
一実施形態では、Ｌａｒｃ≧０．２Ｌｔｏｔａｌを満たしてもよく、例えば０．７Ｌｔｏｔａｌを満たしてもよい。
【００４３】
図４Ａ及び図４Ｂは、コード方向に沿ったボルテックスジェネレータ１０の断面１７を示している。なお、図４Ａは、一実施形態に係る翼先端４側のボルテックスジェネレータ１０のコード方向に沿った断面図（図２のＢ−Ｂ断面）である。図４Ｂは、一実施形態に係る翼根３側のボルテックスジェネレータ１０のコード方向に沿った断面図（図２のＢ−Ｂ断面）である。図４Ｂは、最大コード長位置Ｐ１における断面を示している。
幾つかの実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０は、図４Ａ及び図４Ｂに例示するように、風車翼１のコード方向に沿った基部１１の断面１７が湾曲凸形状を有している。
【００４４】
上述した翼長方向における湾曲凸形状と同様に、「湾曲凸形状」とは、風車翼１から離れる方向に隆起するとともに、隆起した部分の輪郭（基部１１の表面１２の形状）が湾曲しているような形状を指す。
隆起した部分の輪郭は、図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態のように単一の曲率半径の円弧によって形成されていてもよいし、図示は省略するが他の実施形態として複数の曲率半径の円弧の組合せによって形成されていてもよい。また、基部１１の隆起した部分の輪郭は、円弧形状の湾曲部と直線形状の直線部との組合せによって形成されていてもよい（図５参照）。
【００４５】
この実施形態によれば、風力発電装置の運転中、風車翼１が捩り変形しても、風車翼１の捩り変形に追従して基部が変形可能であり、基部１１に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００４６】
図２に示すように、一実施形態において基部１１は、風車翼１の表面に直交する何れの断面においても、フィン２１との接続部を除く領域内にて湾曲凸形状を有する。
これにより、風車翼１の複雑な変形に基部１１が追従し、基部１１に発生する応力を分散させることができる。よって、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００４７】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、風車翼１の表面に対向する基部１１の裏面１３のコード方向に沿った曲率は、基部１１の取付位置における風車翼１（翼本体２）の表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きくてもよい。
これにより、風車翼１の表面への基部１１の密着性を向上させることができ、ボルテックスジェネレータ１０の脱落リスクをより一層低減することができる。
【００４８】
また、基部１１の裏面１３のコード方向に沿った曲率は、風車翼１の最大コード長位置Ｐ１における表面のコード方向に沿った曲率に比べて大きくてもよい。なお、最大コード長位置Ｐ１とは、図１に示す風車翼１においてコード長が最大となる翼長方向位置をいう。
【００４９】
風車翼１の翼根３側では、最適コード長に対する実際のコード長の不足を補うために、最大揚力係数Ｃｌｍａｘを向上させることが望ましい。このためには、最大コード長位置付近の領域にボルテックスジェネレータ１０を取り付けることで、風車翼１の表面に沿った流れの剥離を抑制することが有効である。
この実施形態によれば、最大揚力係数を向上させるためにボルテックスジェネレータ１０を風車翼１の最大コード長位置付近の領域（翼先端４側に比べてコード方向に沿った翼本体２表面の曲率が大きい領域）に取り付ける場合であっても、風車翼１の表面への基部１１の密着力を適切に確保することができる。
なお、図１に例示する実施形態では、風車翼１の最適コード長に対する実際のコード長の不足を補うために、翼根３側の領域にボルテックスジェネレータ１０を配置した構成を示しているが、ボルテックスジェネレータ１０を配置する領域はこれに限定されるものではない。例えば、ボルテックスジェネレータ１０は、翼先端４側の領域に配置してもよいし、翼根３側から翼先端４側までの翼長方向範囲の大部分の領域に配置してもよい。
【００５０】
また、図６又は図７に示すように、基部１１は、平面視において円形状又は楕円形状を有していてもよい。
図６は、一実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の平面図である。このボルテックスジェネレータ１０は、平面視において基部１１が円形状を有している。この場合、基部１１上には、一対のフィン２１Ａ，２１Ｂが設けられていてもよい。
図７は、他の実施形態に係るボルテックスジェネレータ１０の平面図である。このボルテックスジェネレータ１０は、平面視において基部１１が楕円形状を有している。この場合、基部１１上には、一対のフィン２１Ａ，２１Ｂが複数組設けられていてもよい。図示される例では、一対のフィン２１Ａ，２１Ｂが２組設けられている。
【００５１】
これらの構成によれば、風車翼１の変形に起因して基部１１に生ずる応力を効果的に分散させ、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００５２】
ただし、基部１１の形状は、円形状又は楕円形状に限定されるものではない。
例えば図８又は図９に示すように、他の実施形態では、基部１１は、平面視において多角形状であってもよい。
図８に示す実施形態では、基部１１は、平面視において方形状を有している。また、翼長方向において、基部１１の断面１８が湾曲凸形状を有している。
図９に示す実施形態では、基部１１は、平面視において方形状を有している。また、コード方向及び翼長方向の両方において、基部１１の断面１７，１８が湾曲凸形状を有している。
【００５３】
図６に示す実施形態では、少なくとも一本のフィン２１は、基部１１上に設けられる一対のフィン２１Ａ，２１Ｂである。
【００５４】
ボルテックスジェネレータ１０を構成するフィン２１は、翼長方向に沿って複数設けられることがある。これにより、ボルテックスジェネレータ１０による剥離抑制効果を広い翼長方向範囲にて享受することができる。この場合、基部１１上に設けられるフィン２１の数を増加させれば、ボルテックスジェネレータ１０の風車翼１への取付作業を効率的に行うことができる反面、翼長方向に沿った基部１１の長さが増加してしまい、風車翼１の曲げ変形に起因して基部１１に生じる応力により、ボルテックスジェネレータ１０の脱落リスクが高まってしまうという問題がある。
この点、上記構成によれば、基部１１上に設置するフィン数を２個に制限し、且つ、翼長方向に関して湾曲凸形状の断面１８（図３参照）を有する基部１１を採用しているので、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクを効果的に低減することができる。
【００５５】
図２、図８及び図９に示すように、例えばフィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、略三角形状の板状に形成されており、基部１１から離れる方向に突出した先端部２２と、基部１１に取付けられる根本部２３と、を含む。一対のフィン２１Ａ，２１Ｂは略平行に配置されているが、互いの面が０°以上の角度を有するように僅かに傾斜している。具体的には、図１に示す風車翼１の前縁６側から後縁７側に向けて、一対のフィン２１Ａ，２１Ｂの間の隙間が広がるように各々のフィン２１Ａ，２１Ｂが配置されている。また、フィン２１Ａ，２１Ｂは、先端部２２が前縁６側に位置し、後縁７側に向けて先端部２２から高さが低くなるように傾斜した形状を有している。
【００５６】
図３〜図５に示す実施形態において、ボルテックスジェネレータ１０は、少なくとも基部１１の裏面１３と風車翼１の翼本体２の表面との間の空隙に充填され、基部１１を翼本体２の表面に固定するための接着材層３０をさらに備える。
これにより、基部１１の裏面１３と翼本体２の表面との間の空隙に接着材層３０を形成したので、翼本体２の表面への基部１１の密着力を向上させるとともに、接着材層３０による応力緩和効果を期待でき、ボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクをより一層低減することができる。
【００５７】
図３及び図５に示す実施形態において、基部１１に接続されるフィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）の根本部２３は、フィレット２８を有する。例えば、フィレット２８が予め形成された根本部２３を有するフィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）を基部１１に結合することで、ボルテックスジェネレータ１０のフィン２１の根本部２３にフィレット２８を形成してもよい。あるいは、フィレット２８が予め形成された基部１１にフィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）を結合することで、ボルテックスジェネレータ１０のフィン２１の根本部２３にフィレット２８を形成してもよい。なお、フィン２１（２１Ａ，２１Ｂ）と基部１１とを接着剤を用いて結合する場合、フィン２１及び基部１１は、それぞれ、ＦＲＰによって形成されていてもよい。
【００５８】
図１に示すように、一実施形態では、ボルテックスジェネレータ１０は、風車翼１の負圧面９において、該負圧面９に沿った風の流れの乱流域内に設置される。
【００５９】
風車翼１の負圧面９における流れの剥離は、前縁６近傍の層流域からその下流側の乱流域に向かって境界層が徐々に厚くなり、後縁７に到達する前に流れが剥がれてしまうことで生じる。
この点、上記構成によれば、負圧面９に沿った風の流れの乱流域内にボルテックスジェネレータ１０を設置することで、負圧面９からの流れの剥離を抑制することができる。
【００６０】
幾つかの実施形態に係る風力発電装置は、上述した何れかの実施形態におけるボルテックスジェネレータ１０を備える。
これにより、風車翼１の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクを低減し、長期に亘ってボルテックスジェネレータ１０による風力発電装置の効率改善効果を享受することができる。
【００６１】
上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、ボルテックスジェネレータ１０の基部１１に発生する応力を分散させることができ、よって、風車翼１（より具体的には翼本体２）の表面からのボルテックスジェネレータ１０の脱落のリスクを低減することができる。
【００６２】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００６３】
１          風車翼
２          翼本体
３          翼根
４          翼先端
５          翼型部
６          前縁
７          後縁
８          圧力面
９          負圧面
１０        ボルテックスジェネレータ
１１        基部
１２        表面
１３        裏面
１５        直線部
１６        湾曲部
２１（２１Ａ，２１Ｂ）      フィン
２２        先端部
２３        根本部
２８        フィレット
３０        接着材層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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