JP2001132615A - 発電用プロペラ形風車 - Google Patents

発電用プロペラ形風車

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JP2001132615A
JP2001132615A JP32040399A JP32040399A JP2001132615A JP 2001132615 A JP2001132615 A JP 2001132615A JP 32040399 A JP32040399 A JP 32040399A JP 32040399 A JP32040399 A JP 32040399A JP 2001132615 A JP2001132615 A JP 2001132615A
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Mitsunori Murakami
光功 村上
Tetsuo Furukawa
哲郎 古川
Michio Ota
三千雄 太田
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Hitachi Zosen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低速域であっても発電可能なように性能を向上
させる。 【解決手段】水平回転軸２と直交する面内で水平回転軸
２からローター１を介して一定角度ごとに複数の風車ブ
レード３が設けられ、各風車ブレード３のブレード本体
４内に、それぞれ先端に向って出退自在に内蔵された先
端補助ブレード６と、この先端補助ブレード６を先端側
に突出させてブレード全長を増大させる補助ブレード出
退装置８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電に使用さ
れるプロペラ形風車に関する。
【０００２】
【従来の技術】風力発電を行う場合、ヨーロッパなどと
異なり日本は山谷が多く一定の風量に恵まれていない。
我が国の通常風速は一般的に、その年間平均風速が１０
ｍ／ｓ以下の領域がほとんどであり、風力発電装置の定
格出力をはるかに下回ることが多い。
【０００３】風車の発電量については、 発電量Ｗ∝ρ（密度）×Ａ（受風面積）×Ｖ3（風速） の関係にあり、このため従来より風車の発電量を増加さ
せるために、プロペラロータの直径を大きくして大型機
を開発する傾向にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にこの
ような大型機の定格出力に対応する定格風速は、１０ｍ
／ｓ以上の大風速であり、このような風速は台風などの
暴風時を除けば、通常気象状態でこのような大風速が存
在する地域はほとんどまれであり、通常風時では定格出
力よりははるかに少ない出力で運転されているのが現状
である。このように大形機を設置した場合、発電機をは
じめ、構造物が大型となり、設備コストが嵩む割には、
低速域での性能の向上は少ない。また受圧面積が大きい
分、暴風時の対策がとりにくく危険が伴うという問題も
あった。
【０００５】本発明は上記問題点を解決して、低速域で
あっても発電性能を向上させることができる発電用プロ
ペラ形風車を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、水平回転軸と直交する面内で
回転軸からローターを介して一定角度ごとに複数の風車
ブレードが設けられた発電用プロペラ形風車において、
各風車ブレードのブレード本体内に、それぞれ先端に向
って出退自在に内蔵された先端補助ブレードと、この先
端補助ブレードを先端側に突出させてブレード全長を増
大させる補助ブレード出退装置を設けたものである。
【０００７】上記構成によれば、通常風時は先端補助ブ
レード出退装置により先端補助ブレードを突出した状態
で風車ブレードの全長を長くして翼の揚力を増大させ、
回転トルクを向上させて効率良く発電することができ
る。また定格出力が得られるほどの高風速時や暴風時に
は、先端補助ブレードを後退してブレード本体内に収納
することにより、風車ブレードに生じる抗力を減少させ
て構造物に無駄な負荷をかけず、破損を防止することが
できる。
【０００８】また請求項２記載の発明は、水平回転軸と
直交する面内で回転軸からローターを介して一定角度ご
とに複数の風車ブレードが設けられた発電用プロペラ形
風車において、各風車ブレードのブレード本体の前縁部
に、翼形断面の前縁補助翼を分離可能でかつ前方に出退
自在に設け、前記前縁補助翼を回転方向前方に突出させ
前縁補助翼とブレード本体間からブレード本体の背面側
に気流を案内して前縁補助翼に発生する揚力により回転
トルクを増大させる前縁補助翼出退装置を設けたもので
ある。
【０００９】上記構成によれば、流入する気流の速度が
低速であっても、前縁補助翼により、前縁補助翼に揚力
を発生させて回転トルクを増加することができ、低風速
域での発電可能範囲を拡大することができる。さらに請
求項３記載の発明は、水平回転軸と直交する面内で回転
軸からローターを介して一定角度ごとに複数の風車ブレ
ードが設けられた発電用プロペラ形風車において、前記
各風車ブレードのブレード本体に、回転方向後方の縁部
から後方にそれぞれ出退自在に設けられた後部補助翼
と、この後部補助翼を後方に突出させて翼弦長を増大さ
せる後部補助翼出退装置とを設けたものである。
【００１０】上記構成によれば、後部補助翼により、翼
弦長および／または翼の反りを増大させ、結果的に風車
ブレードに発生する揚力を増大させて回転トルクを向上
させることができ、低速な気流であっても効率良く発電
することができる。さらにまた請求項４記載の発明は、
水平回転軸と直交する面内で回転軸からローターを介し
て一定角度ごとに複数の風車ブレードが設けられた発電
用プロペラ形風車において、各風車ブレードのブレード
本体内に、それぞれ先端に向って出退自在に内蔵された
先端補助ブレードと、この先端補助ブレードを先端側に
突出させてブレード全長を増大させる補助ブレード出退
装置を設け、各風車ブレードのブレード本体の前縁部
に、翼形断面の前縁補助翼を分離可能でかつ前方に出退
自在に設け、前記前縁補助翼を回転方向先端側に突出さ
せて前縁補助翼とブレード本体間からブレード本体の背
面側に気流を案内するとともに、前縁補助翼に発生する
揚力により回転トルクを増大させる前縁補助翼出退装置
を設けたものである。
【００１１】上記構成によれば、先端補助ブレードと前
縁補助翼とにより、流入する気流の速度がより低速であ
っても、先端補助ブレードと前縁補助翼に揚力を発生さ
せて回転トルクをさらに増加することができ、低風速域
での発電可能範囲をより拡大することができる。また請
求項５記載の発明は、請求項２または４において、前記
各ブレード本体に、回転方向後端側の後縁部から後方に
それぞれ出退自在に設けられた後部補助翼と、これら後
部補助翼を後方に突出させて翼弦長を増大させる後部補
助翼出退装置とを設けたものである。
【００１２】上記構成によれば、前縁補助翼と後部補助
翼による翼弦長および／または翼の反りを増大させるこ
とによる揚力、または先端補助ブレードにより生じる揚
力と前縁補助翼および後部補助翼による翼弦長および／
または翼の反りを増大させることによる揚力により、風
車ブレードに発生する揚力をさらに増大させて回転トル
クを向上させ、さらに低速な気流であっても効率良く発
電することができる。
【００１３】さらにまた請求項６記載の発明は、先端補
助ブレードの出退を案内する出退ガイド装置に、先端補
助ブレードのピッチを変更するピッチ変更ガイド部を設
けたものである。上記構成によれば、ピッチ変更ガイド
部により、翼本体と先端補助ブレードのピッチを連続さ
せることができ、性能の良い翼体が形成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る発電用プロ
ペラ風車の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明す
る。このプロペラ形風車は、発電装置に連結される水平
回転軸２に設けられたローター１からたとえば１２０゜
ごとに３枚の風車ブレード３が半径方向に設けられてお
り、これら風車ブレード３は、ローター１に取付けられ
たブレード本体４と、このブレード本体４の先端部に取
付けられた主エンドプレート５と、ブレード本体内に主
エンドプレート５から先端側に出退自在に内蔵されて先
端エンドプレート７を有する先端補助ブレード６と、こ
の先端補助ブレード６を出退させる先端補助ブレード出
退装置８とを具備し、この先端補助ブレード出退装置８
には、先端補助ブレード６の出退を案内するとともにそ
のピッチを与える出退ガイド部９が設けられている。
【００１５】先端補助ブレード６は連続的に変化する小
さいピッチφが与えられており、基端側で前縁と後縁が
平行な平行部６ａと、この平行部６ａの先端側でブレー
ド本体４に連続して前縁と後縁が先端側ほど狭い幅とな
るテーパー部６ｂと、テーパー部６ｂの先端面に取付け
られた先端エンドプレート７とで構成されている。ま
た、ブレード本体４内では平行部６ａに連結されたスラ
イド支持部６ｄがブレード軸心方向に設けられている。
【００１６】前記補助ブレード出退装置８は、図２，図
３に示すように、ローター１に設けられた出退駆動モー
タ２１と、この出退駆動モータ２１によりベベルギヤ機
構２２を介して回転駆動される出退用ねじ軸２３と、ス
ライド支持部材６ｄの基端側に設けられて出退用ねじ軸
２３に嵌合される雌ねじ部材２４により構成される。な
お、ピッチ変更ガイド部９ａによる捻じりは１゜前後と
極めて小さいため、ガイドフレーム１７の捩じれを持っ
て追従させることができ、また出退用ねじ軸２３には基
端側に複数の自在継手２３ａが介在されるとともに、軸
受２５が追従可能に構成されている。
【００１７】ところで、これら風車ブレード３の全体と
して、先端補助ブレード６を伸ばした状態で、基端側で
ピッチφが大きく（たとえば２０゜程度）、先端側ほど
ピッチφが小さくなり、先端部では０゜に近似するよう
に捻じりが与えられており、また断面形状も連続的に変
化されている。しかし、先端補助ブレード６が内蔵され
るブレード本体４の先端部はピッチφの変化は小さいた
め、先端補助ブレード６を出退自在に収納可能な空間が
確保されるが、先端補助ブレード６の基端側の平行部６
ａは断面積が大きいため、ブレード本体４の空間内に余
裕がない。そのため、平行部６ａを断面形状に沿って直
進状に出退させると、平行部６ａとブレード本体４の連
結部分でピッチが連続しなくなるという問題がある。こ
の対策として、この実施の形態では、先端補助ブレード
６の中間から先端部までのテーパー部６ｂは直進状に突
出させ、その後先端補助ブレード出退装置８の出退ガイ
ド部９により平行部６ａを突出させる際に僅かに回転変
位を与えることにより、先端補助ブレード６の突出完了
後にブレード４，６全体にわたってピッチが連続的にな
るようにしている。
【００１８】すなわち、出退ガイド部９は、ブレード本
体４内の先端部で平行部６ａを案内するとともにピッチ
付加するピッチ変更ガイド部９ａと、前記スライド支持
部材６ｄを案内するスライドガイド部９ｂとで構成され
ている。ピッチ変更ガイド部９ａは、図４に示すよう
に、平行部６ａをブレード軸心Ｏを中心に先端補助ブレ
ード６に回転変位を付加するために、対向面にブレード
軸心Ｏを中心とする円弧ガイド面１１ａがそれぞれ形成
された一対の捻じりガイド１１Ａ，１１Ｂがブレード本
体４内に取付けられている。そしてこの捻じりガイド１
１Ａ，１１Ｂ間に捻じり部材１２が円弧ガイド面１１ａ
に沿って回動自在に配置され、さらにこの捻じり部材１
２に平行部６ａを案内するスライド凹部１２ａが形成さ
れている。また平行部６ａには、前縁部適所にボールガ
イド体１３が突設されており、捻じりガイド１１Ａに
は、ボールガイド体１３を案内する捻じりガイド溝１４
が形成されている。この捻じりガイド溝１４は、図５に
示すように、上部ほど所定の回転変位となるように所定
方向に所定量δ傾斜されている。
【００１９】したがって、先端補助ブレード６が突出移
動されて突出限に近づくと、平行部６ａが捻じり部材１
２のスライド孔１２ａに案内されるとともに、ボールガ
イド体１３が捻じりガイド溝１４に嵌入されて移動し、
突出限に接近すると、捻じりガイド溝１４の傾斜によ
り、先端補助ブレード６が平行部６ａを介して捻じり部
材１２と共にブレード軸心Ｏを中心に所定の回転変位だ
け捩じるように構成される。
【００２０】前記スライドガイド部９ｂは、図３，図６
に示すように、スライド支持部材６ｄが中空の長方形断
面に形成されており、一方、ブレード本体４に支持され
たガイドフレーム１７がブレード軸心Ｏに沿って設けら
れ、このガイドフレーム１７にコーナー部材１８を介し
てスライド支持部材６ｄがスライド自在に外嵌されてい
る。
【００２１】図８は上記構成の発電用プロペラ風車にお
いて、風速と発電量の関係を示すグラフであり、風速約
３〜４ｍ／ｓｅｃのカットインラインから風車ブレード
４が回転を開始し、短時間で一定の回転数に達する。そ
して、その発電量はその風速により得られる回転トルク
に応じて発電量が増大される。すなわち、たとえば定格
出力（発電量）が６００ＫＷの風車では、ａに示すよう
に、風速に応じて発電量が増加し、定格風速（１２m/se
c程度）になると定格出力が得られ、それ以上風速が増
大しても発電量は増加しない。また定格発電量（出力）
が１２００ＫＷの風車では、ｂに示すように、風速の増
大に応じて急速に発電量が増加し、同様に定格風速（１
３m/sec程度）になると定格出力が得られる。たとえば
本発明では、先端補助ブレード６を収納した定格発電量
が６００ＫＷに設定され、先端補助ブレード６を使用し
た時の定格発電量が約１２００ＫＷに設定された場合、
曲線ｃに示すように、低風速時には先端補助ブレード６
が突出されているため、定格発電量が１２００ＫＷの風
車と同様の軌跡をたどって高回転トルクが得られ発電量
が増大する。そして、たとえば風車ブレード４の強度な
どに基づいて設定された規定風速が１０m/secになる
と、先端補助ブレード６が後退されてｃ−１に示すよう
に、定格の６００ＫＷまで発電量が低下し、後は定格発
電量６００ＫＷが維持される。この規定風速が１２m/se
cの場合は、ｃ−２で示すように、６００ＫＷまで発電
量が低下する。さらに規定風速が定格風速１３m/secの
場合も、ｃ−３で示すように６００ＫＷまで出力が低下
する。このように何れの場合でも、風速が６〜１３m/se
cの範囲で定格出力が６００ＫＷの風車に比べて、ハッ
チング部分だけ発電量が増加される。
【００２２】なお、カットアウト風速として約２５m/se
cを越える暴風が吹いた場合には、風車ブレード４の回
転は強制的に停止されて破損が防止される。上記構成に
よれば、建設規模および費用は小形の設備で、先端補助
ブレード６を使用して、低風速時に大きい揚力と回転ト
ルクを得て、高い発電能力を発揮できる。また定格風速
では、先端補助ブレード６を収納することにより、定格
出力を維持することができる。これにより、発電量を増
加させることができる風速域を低速域にまで及ぶ広い範
囲で設定することができる。さらに、出退ガイド装置９
にピッチ付加手段１１を設けたので、ブレード本体４内
の狭い空間から先端補助ブレード６の突出時に、一定の
回転変位を付与することができ、揚力と回転トルクをよ
り効率良く得ることができる。
【００２３】図９，図１０は補助ブレード出退装置とピ
ッチ付加手段の変形例を示す。すなわち、ブレード本体
４内で先端補助ブレード６の基端部は、主エンドプレー
ト５にピッチ変更軸受３３を介して旋回部材３４が配設
され、この旋回部材３４の保持穴３５に嵌脱自在に嵌合
されている。この先端補助ブレード６にはブレード軸心
に沿うピッチ変更軸３０が基端方向に取付けられ、この
ピッチ変更軸３０を介して、先端補助ブレード６のピッ
チを変更する補助ブレードピッチ変更装置（ピッチ付加
手段）３１と、先端補助ブレード６を出退駆動する補助
ブレード出退装置３２とが設けられている。
【００２４】前記ピッチ変更軸３０は、先端側で円形軸
部３０ａと、この円形軸部３０ａの基端側にフランジ３
０ｂを介して連結された矩形軸部３０ｃとから構成され
ている。また補助ブレードピッチ変更装置３１は、矩形
軸部３０ｃに軸心方向にスライド自在に外嵌された受動
ギヤ３１ａとこの受動ギヤに噛み合う駆動ギヤ３１ｂか
らなる伝動ギヤ部３１ｃと、中間軸３１ｄを介して駆動
ギヤ３１ｂを駆動する減速用ギヤボックス３１ｅと、ス
テップモータ３１ｆにより減速用ギヤボックス３１ｅに
直接、またはラックおよび入力用ピニオンを介して入力
するピッチ変更入力部３１ｇとで構成されている。
【００２５】また補助ブレード出退装置３２は、先の実
施の形態とほぼ同一構成であるが、上下一対の雌ねじ部
材２８を有するスライド部材３２ａに、ガイド部とガイ
ド溝からなる回り止め機構３２ｂを有する伝動アーム３
２ｃが設けられており、これら伝動アーム３２ｃにピッ
チ変更軸３０の円形軸部３０ａが回転のみ自在に連結さ
れている。すなわち、伝動アーム３２ｃには円形軸部３
０ａに遊嵌する筒部材３２ｄが取付けられ、円形軸部３
０ａにはこの筒部材３２ｄの上部および下部に回転自在
な伝動軸受３２ｅがそれぞれ固定されている。これによ
り、円形軸部３０ａが回転自在に伝動アーム３２ｃに連
結されるとともに、伝動アーム３２ｃの出退駆動力が円
形軸部３０ａに伝達されて先端補助ブレード６が出退駆
動される。
【００２６】この実施の形態によれば、先の実施の形態
と同様の効果を奏することができるとともに、風速に応
じてピッチ変更軸３０を介して補助ブレードピッチ変更
装置３１により先端補助ブレード６のピッチを変更し、
一定の回転数に保持することができて効率の良い発電が
可能となる。次に図１１〜図１５に基づいて発電用プロ
ペラ風車の第２の実施の形態を説明する。このプロペラ
形風車は、ローター４０から１２０°ごとに風車ブレー
ド４１を設け、これら風車ブレード４１のブレード本体
４２の前縁部に複数の前縁補助翼４３を前方に出退自在
に設けるとともに、ブレード本体４２の回転方向後部に
後部補助翼５１を後方に出退自在に設けたものである。
【００２７】図１１〜図１３に示すように、先端部にエ
ンドプレート４４が設けられたブレード本体４２は翼型
断面に形成されるとともに、前縁部から背面にわたって
分離可能に形成された前縁補助翼４３が長さ方向に複数
枚設けられており、これら前縁補助翼４３をそれぞれ前
方に突出する前縁補助翼出退装置４４が設けられてい
る。これら前縁補助翼４３はキャンバー付き翼形断面に
形成されており、前方に突出された時にブレード本体４
２から離間してブレード本体４２と前縁補助翼４３との
間にブレード本体４２の背面側へ気流を案内する通路４
５を形成してブレード本体４２の背面側に流れる気流を
整流するとともに、気流の流入速度が低速であっても前
縁補助翼４３に揚力と回転トルクが発生するように構成
されている。
【００２８】前縁補助翼出退装置４４は、前縁補助翼４
３の後面から出退方向に沿ってブレード本体４側に複数
のサポートガイド板４６が突設され、これらサポートガ
イド板４６がブレード本体４２内で複数の溝付きガイド
ローラ４７により出退自在に支持されている。そして、
ブレード本体４２内に配置された複数の出退駆動装置
（たとえば油圧式シリンダや電動ジャッキ）４８の出力
ロッドがサポートガイド板４６に連結されて構成され
る。
【００２９】以下に前縁補助翼４３の性能の基本原理に
ついて説明する。図１５（ａ）に示すように、風車ブレ
ード４１は所定の回転速度で回転され、流速Ｖｗの気流
が吹くと、相対的な角度（ブレード取付け角β＋迎角
α）方向に気流が速度Ｖｉで流入される。これにより、
流入方向の抗力Ｄと、流入方向に直角な方向の揚力Ｌが
発生し、この揚力Ｌの回転方向の分力が回転トルクを発
生させる力Ｔｒとして風車ブレード４１に作用し、この
回転トルクを発生させる力Ｔｒにより発電機が作動され
て発電される。ところで、図１５（ｂ）に示すように、
気流の流速Ｖｗが小さい場合には、揚力Ｌが発生せず、
発電に寄与しない。
【００３０】この時、図１５（ｃ）に示すように、前縁
補助翼４３がブレード本体４２から前方に突出される
と、気流Ｖｗは前縁補助翼４３に案内されて通路４５か
らブレード本体４２の背面側に流れ、うず流を整流して
剥離流を防止しブレード本体４２に揚力Ｌの発生を促
し、さらに前縁補助翼４３に向って相対流入速度Ｖｉ′
により、前縁補助翼４３に揚力Ｌ′と回転トルクを発生
させる力Ｔｒ′が発生されてブレード本体４２に作用
し、低速の気流Ｖｗ′であっても風車ブレード４１に発
電に寄与する回転トルクが発生され、回転速度を加速し
て所定の速度で回転させ発電が可能となる。
【００３１】またブレード本体４２には、長さ方向に複
数枚の後部補助翼５１が内蔵されてブレード本体４２の
後縁部の出退口５２から後方にそれぞれ出退自在に配置
され、これら後部補助翼５１を後方に突出させて風車ブ
レード４１の翼弦長を拡大する後部補助翼出退装置５３
が設けられている。これら後部補助翼５１は、ブレード
本体４２の背面板４２ａの内面に沿ってスライド自在に
配置された翼板５１ａと、これら翼板５１ａの前面側に
突設されて出退方向に沿う補強用リブ５１ｂとで構成さ
れており、後部補助翼出退装置５３は、補強用リブ５１
ｂを介して翼板５１ａを出退自在に案内する複数の溝付
きガイドローラ５４と、ブレード本体４２内で出力ロッ
ドが後部補助翼５１に連結された複数の出退駆動装置
（たとえば油圧式シリンダや電動ジャッキ）５５により
構成され、出退駆動装置５５を伸展することにより後部
補助翼５１を出退口５２から後方にそれぞれ突出させる
ことができる。
【００３２】上記構成によれば、風車ブレード４１は所
定の回転速度で回転されており、風車に流入する気流の
流入速度が小さい場合には、図１１，図１３に示すよう
に、前部補助翼出退装置４４により前部補助翼４３が後
方に突出され、さらに後部補助翼出退装置５３により後
部補助翼５１が突出される。この前部補助翼４３により
揚力Ｌ′が発生されその分力により回転トルクを発生さ
せる力Ｔｒ′が発生してブレード本体４２に作用するこ
とにより大きい回転トルクが得られ、また後部補助翼５
１により風車ブレード４２の翼弦長が増大されるか、ま
たは翼キャンバ（翼の反り）が増大され、あるいは翼弦
長と翼キャンバが増大されて、ブレード本体４２の回転
トルクを発生させる力Ｔｒを増大させる。これらの効果
により、気流が低速であっても風車ブレード４１を所定
の回転数で回転させて大きいトルクが得られ、発電量を
増加できる。
【００３３】また、気流の流入速度に対応して、前部補
助翼４３および後部補助翼５１の一方のみを突出させて
使用してもよい。もちろん、気流の速度が高い場合に
は、前部補助翼４３を後退させてブレード本体４２と一
体化させ、後部補助翼５１を後退させてブレード本体４
２に収納すればよい。これにより、風車ブレード４１の
抗力を低下させて暴風による破損などの事故を防止する
ことができる。
【００３４】図１６は、第１の実施の形態と第２の実施
の形態を組み合わせた第３の実施の形態で、風車ブレー
ド６０のブレード本体６１内に先端補助ブレード６と前
縁補助翼４３、後部補助翼５１とを出退自在に内蔵した
ものである。上記構成によれば、第１の実施の形態の作
用効果に第２の実施の形態の作用効果を組み合わせて、
さらに低速の気流であっても、先端補助ブレード６と前
縁補助翼４３、後部補助翼５１により有効に回転トルク
を発生させて発電を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の発明
によれば、通常風時は先端補助ブレード出退装置により
先端補助ブレードを突出した状態で風車ブレードの全長
を長くして翼の揚力を増大させ、回転トルクを向上させ
て発電量を増加させることができる。また定格出力が得
られる高風速時や暴風時には、先端補助ブレードを後退
してブレード本体内に収納することにより、風車ブレー
ドに生じる抗力を減少させて構造物に無駄な負荷をかけ
ず、破損を防止することができる。
【００３６】また請求項２記載の発明によれば、流入す
る気流の速度が低速であっても、前縁補助翼により、前
縁補助翼に揚力を発生させてその分力である回転トルク
を増加することができ、低風速域での発電可能範囲を拡
大することができる。さらに請求項３記載の発明によれ
ば、後部補助翼により、翼弦長および／または翼の反り
を増大させ、結果的に風車ブレードに発生する揚力を増
大させて回転トルクを向上させることができ、低速な気
流であっても効率良く発電することができる。
【００３７】さらにまた請求項４記載の発明によれば、
先端補助ブレードと前縁補助翼とにより、流入する気流
の速度がより低速であっても、先端補助ブレードと前縁
補助翼に揚力を発生させて回転トルクをさらに増加する
ことができ、低風速域での発電可能範囲をより拡大する
ことができる。また請求項５記載の発明によれば、前縁
補助翼と後部補助翼による翼弦長および／または翼の反
りを増大させることによる揚力、または先端補助ブレー
ドにより生じる揚力と前縁補助翼および後部補助翼によ
る翼弦長および／または翼の反りを増大させることによ
る揚力により、風車ブレードに発生する揚力をさらに増
大させて回転トルクを向上させ、さらに低速な気流であ
っても効率良く発電することができる。
【００３８】さらにまた請求項６記載の発明によれば、
ピッチ変更ガイド部により、翼本体と先端補助ブレード
のピッチを連続させることができ、性能の良い翼体が形
成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係る発電用
プロペラ風車の第１の実施の形態を示し、（ａ）は先端
補助ブレードの突出状態を示す全体正面図、（ｂ）は先
端補助ブレードの収納状態を示す全体正面図である。
【図２】同発電用プロペラ風車の風車ブレードを説明す
る全体構成図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同風車ブレードの出
退ガイド装置を示し、（ａ）は先端補助ブレードの突出
状態を示す正面図、（ｂ）は先端補助ブレードの収納状
態を示す正面図である。
【図４】図３（ａ）に示すＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図４に示すＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】図３（ａ）に示すＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図３（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。
【図８】同発電用プロペラ風車における風速と発電量の
関係を示すグラフである。
【図９】第１の実施の形態におけるピッチ付加手段およ
び出退ガイド装置の変形例を示す構成図である。
【図１０】図９に示すＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係る発電
用プロペラ風車の第２の実施の形態を示し、（ａ）は前
縁補助翼および後部補助翼の突出状態を示す全体正面
図、（ｂ）は前縁補助翼および後部補助翼の収納状態を
示す全体正面図である。
【図１２】同風車ブレードの前縁補助翼および後部補助
翼の収納状態を示す横断面図である。
【図１３】同風車ブレードの前縁補助翼および後部補助
翼の突出状態を示す横断面図である。
【図１４】同風車ブレードの部分拡大正面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同風車ブレードの
作用を説明する横断面図であり、（ａ）は通常発電時の
動作説明図、（ｂ）は微風時の動作説明図、（ｃ）は前
縁補助翼突出時の動作説明図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係る発電
用プロペラ風車の第３の実施の形態を示し、（ａ）は先
端補助ブレード、前縁補助翼および後部補助翼の突出状
態を示す全体正面図、（ｂ）は先端補助ブレード、前縁
補助翼および後部補助翼の収納状態を示す全体正面図で
ある。
【符号の説明】
１ ローター ２ 水平回転軸 ３ 風車ブレード ４ ブレード本体 ５ 主エンドプレート ６ 先端補助ブレード ６ａ 平行部 ６ｂ テーパー部 ６ｄ スライド支持部 ７ 先端エンドプレート ８ 補助ブレード出退装置 ９ 出退ガイド部 ９ａ ピッチ変更ガイド部 ９ｂ スライドガイド部 ３０ ピッチ変更軸 ３１ 補助ブレードピッチ変更装置 ３２ 補助ブレード出退装置 ４１ 風車ブレード ４２ ブレード本体 ４３ 前縁補助翼 ４４ 前縁補助翼出退装置 ４５ 通路 ４８ 出退駆動装置 ５１ 後部補助翼 ５３ 後部補助翼出退装置 ５５ 出退駆動装置 ６０ 風車ブレード ６１ ブレード本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 三千雄 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3H078 AA02 BB11 BB12 BB18 CC03 CC07 CC65 CC66

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水平回転軸と直交する面内で回転軸からロ
    ーターを介して一定角度ごとに複数の風車ブレードが設
    けられた発電用プロペラ形風車において、 各風車ブレードのブレード本体内に、それぞれ先端に向
    って出退自在に内蔵された先端補助ブレードと、この先
    端補助ブレードを先端側に突出させてブレード全長を増
    大させる補助ブレード出退装置を設けたことを特徴とす
    る発電用プロペラ形風車。
  2. 【請求項２】水平回転軸と直交する面内で回転軸からロ
    ーターを介して一定角度ごとに複数の風車ブレードが設
    けられた発電用プロペラ形風車において、 各風車ブレードのブレード本体の前縁部に、翼形断面の
    前縁補助翼を分離可能でかつ前方に出退自在に設け、 前記前縁補助翼を回転方向前方に突出させ前縁補助翼と
    ブレード本体間からブレード本体の背面側に気流を案内
    して前縁補助翼に発生する揚力により回転トルクを増大
    させる前縁補助翼出退装置を設けたことを特徴とする発
    電用プロペラ形風車。
  3. 【請求項３】水平回転軸と直交する面内で回転軸からロ
    ーターを介して一定角度ごとに複数の風車ブレードが設
    けられた発電用プロペラ形風車において、 前記各風車ブレードのブレード本体に、回転方向後方の
    縁部から後方にそれぞれ出退自在に設けられた後部補助
    翼と、この後部補助翼を後方に突出させて翼弦長を増大
    させる後部補助翼出退装置とを設けたことを特徴とする
    発電用プロペラ形風車。
  4. 【請求項４】水平回転軸と直交する面内で回転軸からロ
    ーターを介して一定角度ごとに複数の風車ブレードが設
    けられた発電用プロペラ形風車において、 各風車ブレードのブレード本体内に、それぞれ先端に向
    って出退自在に内蔵された先端補助ブレードと、この先
    端補助ブレードを先端側に突出させてブレード全長を増
    大させる補助ブレード出退装置を設け、 各風車ブレードのブレード本体の前縁部に、翼形断面の
    前縁補助翼を分離可能でかつ前方に出退自在に設け、 前記前縁補助翼を回転方向先端側に突出させて前縁補助
    翼とブレード本体間からブレード本体の背面側に気流を
    案内するとともに、前縁補助翼に発生する揚力により回
    転トルクを増大させる前縁補助翼出退装置を設けたこと
    を特徴とする発電用プロペラ形風車。
  5. 【請求項５】前記各ブレード本体に、回転方向後端側の
    後縁部から後方にそれぞれ出退自在に設けられた後部補
    助翼と、これら後部補助翼を後方に突出させて翼弦長を
    増大させる後部補助翼出退装置とを設けたことを特徴と
    する請求項２または４記載の発電用プロペラ形風車。
  6. 【請求項６】先端補助ブレードの出退を案内する出退ガ
    イド装置に、先端補助ブレードのピッチを変更するピッ
    チ変更ガイド部を設けたことを特徴とする請求項１，
    ４，５のいずれかに記載の発電用プロペラ形風車。
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