(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根が一定厚みの板材で形成され、風を受けるこれらの羽根の抗力をそのまま利用して回転軸を回転させる抗力利用型の風車において、前記羽根を形成する板材を薄肉のものとし、この薄肉の板材で形成した羽根に、風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数のエンボスを設け、このエンボスの高さを３〜８ｍｍとして、前記後面側のエンボスの凸形状とその他の部分との間で形成される凹凸によって、前記羽根の後面側での風切り音を小さくしたことを特徴とする風車。
【請求項２】
前記羽根を形成する板材を金属板とし、前記エンボスをエンボス加工で形成した請求項１に記載の風車。
【請求項３】
前記エンボスを球面エンボスとした請求項１または２に記載の風車。
【請求項４】
前記エンボスを千鳥状の配列で設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、風力発電等の動力源として用いられる風車に関する。
【背景技術】
【０００２】風力発電等の動源力として用いられる風車には、羽根を一定厚みの板材で形成し、風を受ける羽根の抗力をそのまま利用して回転軸を回転させる抗力利用型のものと、羽根の断面に翼状の膨らみを持たせ、風を受ける羽根の抗力を揚力に変換して利用する揚力利用型のものとがある。なお、回転軸の向きによって分類すると、回転軸を風の向きと略直角方向に向けるサポニウス型風車、パドル型風車、Ｓ形ロータ等の垂直軸型のものと、回転軸を風の向きの方向に向けるプロペラ型風車等の水平軸型のものとがある。【０００３】前記抗力利用型の風車は、揚力利用型のものと較べると出力は比較的小さいが、羽根を一定厚みの板材から簡単に製造できる利点があるので、小規模の風力発電用として、街中でビルの屋上等に設置するのに適している。【０００４】一方、上述した風車の型式に関わらず、羽根の前面側に凹部を設けると、風を受ける羽根の抗力を増大させ、風車の回転効率を向上できることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、揚力利用型のプロペラ型風車では、風を切って回転する羽根の前後面に凹凸を設けると風切り音が小さくなり、風車の回転に伴う騒音を低減できることが知られている（例えば、特許文献３、４参照）。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９３６２８号公報
【特許文献２】特開２００３−３９４５号公報
【特許文献３】特開２００２−５３１７７１号公報［特許文献２］特開２００４−５２５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】上述した抗力利用型の風車は、街中でビルの屋上等に設置するのに適しているが、羽根の後面側での風切り音が大きく、騒音の原因となる問題がある。また、街中ではあまり強い風を期待できないので、弱い風でも効率よく回転することが望まれる。【０００７】そこで、本発明の課題は、弱い風でも効率よく回転し、かつ、羽根の後面側での風切り音が小さい抗力利用型の風車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】上記の課題を解決するために、本発明は、羽根が一定厚みの板材で形成され、風を受けるこれらの羽根の抗力をそのまま利用して回転軸を回転させる抗力利用型の風車において、前記羽根を形成する板材を薄肉のものとし、この薄肉の板材で形成した羽根に、風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数のエンボスを設けた構成を採用した。【０００９】すなわち、羽根を形成する板材を薄肉のものとし、この薄肉の板材で形成した羽根に、風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数のエンボスを設けることにより、前面側のエンボスの凹形状で風を受ける羽根の抗力を増大させて、弱い風でも効率よく回転可能とするとともに、後面側のエンボスの凸形状とその他の部分との間で形成される凹凸によって、羽根の後面側での風切り音を小さくできるようにした。【００１０】前記羽根を形成する板材を金属板とし、前記エンボスをエンボス加工で形成することにより、プレス等を用いて、羽根を安価で簡単に製造することができる。【００１１】前記エンボスを球面エンボスとすることにより、羽根の後面側での風切り抵抗を少なくし、風切り音をより小さくすることができる。【００１２】前記エンボスを千鳥状の配列で設けることにより、羽根の剛性を高めることができる。【００１３】前記エンボスの高さは３〜８ｍｍとするのが好ましい。エンボスの高さが３ｍｍ未満では、羽根の前面側の凹形状による抗力の増大効果が少なく、８ｍｍを超えると、羽根の後面側での凹凸が大きくなり過ぎて、風切り音が増大傾向となるからである。
【発明の効果】
【００１４】本発明の風車は、抗力利用型のものを対象として、羽根を形成する板材を薄肉のものとし、この薄肉の板材で形成した羽根に、風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数のエンボスを設けたので、前面側のエンボスの凹形状で風を受ける羽根の抗力を増大させて、弱い風でも効率よく回転させることができるとともに、後面側のエンボスの凸形状とその他の部分との間で形成される凹凸によって、羽根の後面側での風切り音を小さくすることができる。【００１５】前記羽根を形成する板材を金属板とし、前記エンボスをエンボス加工で形成することにより、プレス等を用いて、羽根を安価で簡単に製造することができる。【００１６】前記エンボスを球面エンボスとすることにより、羽根の後面側での風切り抵抗を少なくし、風切り音をより小さくすることができる。【００１７】前記エンボスを千鳥状の配列で設けることにより、羽根の剛性を高めることができる。
［発明を実現するための最良の形態］【００１８】以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この風車は抗力利用型のサポニウス型風車であり、図１および図２に示すように、風の向きと略直角方向に向けられる垂直軸１に取り付けた上下の端板２ａ、２ｂの間に、風を受ける前面側へ凹状に湾曲する半円筒状の２枚の羽根３を、中心をずらして互いに向かい合わせるように取り付けたものである。なお、上下の端板２ａ、２ｂは、各羽根３の両端部に取り付けられた垂直枠４と、補強用の２本の垂直棒５で連結されている。【００１９】前記各羽根３はアルミニウム合金製の薄板で形成され、図２中に矢印Ａで示す風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数の球面エンボス６が設けられており、後面側はこれらのエンボス６部分とその他の部分とによって凹凸が形成されている。この風車は垂直軸１の回りに矢印Ｂの方向へ回転するが、羽根３の前面側で風を受けるときに、エンボス６の凹形状で羽根３の抗力が増大して弱い風でも回転するとともに、羽根３の後面側で風を切るときに、その凹凸によって風切り音を小さくすることができる。【００２０】前記エンボス６はプレスを用いたエンボス加工で形成したものであり、その高さは約５ｍｍとされている。また、図３に示すように、エンボス６は千鳥状に配列されており、薄肉で表面積の大きい羽根３の剛性が確保されるようになっている。【００２１】図４および図５は、第２の実施形態を示す。この風車は抗力利用型のパドル型風車であり、垂直軸７の周りに９０°の位相で、風を受ける前面側へ凹状に湾曲する半円筒状の４枚の羽根８を支持棒９で取り付けたものである。各羽根８の上下端には、上下への風の逃げを防止する端板１０が取り付けられている。【００２２】前記各羽根８は、第１の実施形態のものと同様に、アルミニウム合金製の薄板で形成され、図５中に矢印Ａで示す風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数の球面エンボス１１が設けられており、後面側はこれらのエンボス１１部分とその他の部分とによって凹凸が形成されている。また、このエンボス１１も、エンボス加工で形成されており、その高さは約５ｍｍとされ、千鳥状に配列されている。【００２３】この風車は垂直軸７の回りに図５中の矢印Ｂの方向へ回転するが、羽根８の前面側で風を受けるときに、エンボス１１の凹形状で羽根８の抗力が増大して弱い風でも回転するとともに、羽根８の後面側で風を切るときに、その凹凸によって風切り音を小さくすることができる。【００２４】図６および図７は、第３の実施形態を示す。この風車は抗力利用型のプロペラ型風車であり、水平軸１２の周りに１２０°の位相で、風を傾斜面で受ける３枚の羽根１３を支持棒１４で取り付けたものである。この羽根１３も、第１の実施形態のものと同様に、アルミニウム合金製の薄板で形成され、図６および図７中に矢印Ａで示す風を受ける前面側に凹で、後面側に凸の多数の球面エンボス１５が設けられており、後面側はこれらのエンボス１５部分とその他の部分とによって凹凸が形成されている。また、このエンボス１５もエンボス加工で成形され、千鳥状に配列されている。【００２５】上述した実施形態では、各風車の羽��をアルミニウム合金製の薄板で形成し、球面エンボスをエンボス加工で成形したが、羽根は他の金属板やプラスチック板で形成してもよく、プラスチック板で形成する場合は、エンボスを射出成形で成形することもできる。なお、エンボスは球面エンボスに限定されることはなく、任意の形状のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態の風車を示す外観斜視図
【図２】図１の横断平面図
【図３】図１の羽根を拡大して示す一部省略正面図
【図４】第２の実施形態の風車を示す外観斜視図
【図５】図４の横断平面図
【図６】第３の実施形態の風車を示す外観斜視図
【図７】図６の羽根の断面図
【符号の説明】
【００２７】１    垂直軸
２ａ、２ｂ    端板
３    羽根
４    垂直枠
５    垂直棒
６    エンボス
７    垂直軸
８    羽根
９    支持棒
１０  端板
１１  エンボス
１２  水平軸
１３  羽根
１４  支持棒
１５  エンボス
【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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