JP3330141B1 - 一体型風水車とその製造方法 - Google Patents
一体型風水車とその製造方法Info
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Classifications
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
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- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
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-
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Abstract
【要約】
【課題】 垂直軸風水車の主翼と支持翼との交差部の強
度等の向上を図る。 【解決手段】 軸線の周囲に配置される主翼３と、軸線
側と主翼とを結ぶ支持翼４とをグラスファイバやカーボ
ンファイバ等の軽量で高強度な繊維材で一体に形成し
た。主翼３は断面対称又は非対称な翼型のもので、支持
翼４は断面対称な翼型のものである。上側の支持翼４を
断面非対称、下側の支持翼４を上側の支持翼４とは上下
線対称としてもよい。主翼４の端部に音対策用の山状部
を形成してもよい。主翼成形型と支持翼成形型とを発泡
プラスチックを材料として交差させ、両成形型をグラス
ファイバやカーボンファイバ等の軽量で高強度な一つの
袋状の繊維布で覆い、袋状の繊維布を両成形型の外表面
に密着させて、複数層の繊維布で硬質な外皮を形成させ
る。主翼成形型と支持翼成形型との交差部等において繊
維布の弛み部分を発泡プラスチック内に押し込む。
度等の向上を図る。 【解決手段】 軸線の周囲に配置される主翼３と、軸線
側と主翼とを結ぶ支持翼４とをグラスファイバやカーボ
ンファイバ等の軽量で高強度な繊維材で一体に形成し
た。主翼３は断面対称又は非対称な翼型のもので、支持
翼４は断面対称な翼型のものである。上側の支持翼４を
断面非対称、下側の支持翼４を上側の支持翼４とは上下
線対称としてもよい。主翼４の端部に音対策用の山状部
を形成してもよい。主翼成形型と支持翼成形型とを発泡
プラスチックを材料として交差させ、両成形型をグラス
ファイバやカーボンファイバ等の軽量で高強度な一つの
袋状の繊維布で覆い、袋状の繊維布を両成形型の外表面
に密着させて、複数層の繊維布で硬質な外皮を形成させ
る。主翼成形型と支持翼成形型との交差部等において繊
維布の弛み部分を発泡プラスチック内に押し込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電や水力発
電等に使用される垂直軸風水車の軽量化及び強度向上・
性能向上等を図った一体型風水車とその製造方法に関す
るものである。
電等に使用される垂直軸風水車の軽量化及び強度向上・
性能向上等を図った一体型風水車とその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保全やエネルギセキュリ
ティの確保、経済成長等の見地から化石燃料等を用いず
に風力や水力によって発電を行うことが世界的に見直さ
れてきている。
ティの確保、経済成長等の見地から化石燃料等を用いず
に風力や水力によって発電を行うことが世界的に見直さ
れてきている。
【０００３】風力発電に関して言えば、従来は、地面に
対して水平方向の軸部を有して、一ないし複数枚のプロ
ペラ式のブレードで風を受ける水平軸風車が主流に用い
られていたが、最近では垂直方向の軸部を有して、且つ
軸部と例えば平行に位置する複数枚の縦長のブレードを
有する垂直軸風車が登場しつつある（例えば特公昭５６
−４２７５１号公報参照）。
対して水平方向の軸部を有して、一ないし複数枚のプロ
ペラ式のブレードで風を受ける水平軸風車が主流に用い
られていたが、最近では垂直方向の軸部を有して、且つ
軸部と例えば平行に位置する複数枚の縦長のブレードを
有する垂直軸風車が登場しつつある（例えば特公昭５６
−４２７５１号公報参照）。
【０００４】この垂直軸風車におけるブレードは水平方
向の一ないし二本の支持アームで軸部に固定されてい
る。支持アームは回転時の風の抵抗を極力少なくするべ
く、薄い平板状に形成されている。垂直方向のブレード
は対称あるいは非対称の二次元翼断面形状に形成されて
いる。ブレードと支持アームと軸部とで風車（タービ
ン）が構成される。
向の一ないし二本の支持アームで軸部に固定されてい
る。支持アームは回転時の風の抵抗を極力少なくするべ
く、薄い平板状に形成されている。垂直方向のブレード
は対称あるいは非対称の二次元翼断面形状に形成されて
いる。ブレードと支持アームと軸部とで風車（タービ
ン）が構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブレード（主翼）は支持アームに例えばフランジ部
を介してボルト等で組み付けられるために、組付作業が
面倒であると同時に、ブレードと支持アームとの接合部
分の静的・動的強度や疲労強度を確保することが難し
く、許容以上に高い回転数や長期に渡る運転によって接
合部分が破損しやすいという問題があった。また、接合
部分が大型化・重量化するために、回転時の風の抵抗が
増大すると共に起動性が悪くなり、効率（出力係数）が
低下したり、騒音が増すという問題もあった。また、上
記風車を水力発電用等の水車として使用する場合には、
上記した接合部分の強度不足の問題や、翼部連結用の孔
等から翼内部に浸水するといった問題を生じ、風車と水
車の共用は実質的に不可能であった。
来のブレード（主翼）は支持アームに例えばフランジ部
を介してボルト等で組み付けられるために、組付作業が
面倒であると同時に、ブレードと支持アームとの接合部
分の静的・動的強度や疲労強度を確保することが難し
く、許容以上に高い回転数や長期に渡る運転によって接
合部分が破損しやすいという問題があった。また、接合
部分が大型化・重量化するために、回転時の風の抵抗が
増大すると共に起動性が悪くなり、効率（出力係数）が
低下したり、騒音が増すという問題もあった。また、上
記風車を水力発電用等の水車として使用する場合には、
上記した接合部分の強度不足の問題や、翼部連結用の孔
等から翼内部に浸水するといった問題を生じ、風車と水
車の共用は実質的に不可能であった。
【０００６】本発明は、上記した点に鑑み、主翼と支持
アームとの接合部分の強度を増すことができ、しかも面
倒な組付作業や接合部分の大型化・重量化を解消するこ
とができて、風車としてのみならず水車としても使用で
き、騒音も少ない一体型風水車とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
アームとの接合部分の強度を増すことができ、しかも面
倒な組付作業や接合部分の大型化・重量化を解消するこ
とができて、風車としてのみならず水車としても使用で
き、騒音も少ない一体型風水車とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る一体型風水車は、軸線の周
囲に配置される主翼と、該軸線側と該主翼とを結ぶ支持
翼とを備える風水車において、該主翼と該支持翼とがグ
ラスファイバやカーボンファイバといった軽量で高強度
な繊維材で一体に形成されたことを特徴とする。上記構
成により、主翼と支持翼との交差部分の静的・動的強度
及び疲労強度がアップすると共に、両翼の交差部分が軽
量化・スマート化・低抵抗化され、且つ両翼が軽量で高
強度な材料で形成されたことで、風水車の始動・起動性
や効率（出力係数）が向上し、騒音も低減される。両翼
の交差部分の継ぎ目がなく翼内部に水が浸入しないか
ら、水車としても最適である。
に、本発明の請求項１に係る一体型風水車は、軸線の周
囲に配置される主翼と、該軸線側と該主翼とを結ぶ支持
翼とを備える風水車において、該主翼と該支持翼とがグ
ラスファイバやカーボンファイバといった軽量で高強度
な繊維材で一体に形成されたことを特徴とする。上記構
成により、主翼と支持翼との交差部分の静的・動的強度
及び疲労強度がアップすると共に、両翼の交差部分が軽
量化・スマート化・低抵抗化され、且つ両翼が軽量で高
強度な材料で形成されたことで、風水車の始動・起動性
や効率（出力係数）が向上し、騒音も低減される。両翼
の交差部分の継ぎ目がなく翼内部に水が浸入しないか
ら、水車としても最適である。
【０００８】請求項２に係る一体型風水車は、請求項１
記載の一体型風水車において、前記主線翼が断面対称又
は非対称な翼型のものであり、前記支持翼が断面対称な
翼型のものであること特徴とする。上記構成により、主
翼と支持翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲
形状の対称断面形となり、交差部の強度が例えば矩形断
面形状の平板状の支持アームに較べて向上する。また、
断面対称な支持翼の前縁が風又は水流に向かう時に小さ
な抵抗となり、支持翼の後縁が風又は水流に向かう時に
大きな抵抗を受けて回転力が付与され、風水車の始動性
と効率（出力係数）が高まる。
記載の一体型風水車において、前記主線翼が断面対称又
は非対称な翼型のものであり、前記支持翼が断面対称な
翼型のものであること特徴とする。上記構成により、主
翼と支持翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲
形状の対称断面形となり、交差部の強度が例えば矩形断
面形状の平板状の支持アームに較べて向上する。また、
断面対称な支持翼の前縁が風又は水流に向かう時に小さ
な抵抗となり、支持翼の後縁が風又は水流に向かう時に
大きな抵抗を受けて回転力が付与され、風水車の始動性
と効率（出力係数）が高まる。
【０００９】請求項３に係る一体型風水車は、請求項１
記載の一体型風水車において、前記主翼が断面対称又は
非対称な翼型のものであり、上側の前記支持翼が断面非
対称な翼型のものであり、下側の前記支持翼が該上側の
支持翼とは上下線対称な翼型のものであること特徴とす
る。上記構成により、上側の支持翼が受ける揚力を、下
側の支持翼に生じる下向きの力（揚力と大きさは同じで
向きが逆な力）で打ち消すから、スムーズな回転が可能
となり、且つ軸部（軸受）に作用するスラスト力が小さ
く抑えられる。
記載の一体型風水車において、前記主翼が断面対称又は
非対称な翼型のものであり、上側の前記支持翼が断面非
対称な翼型のものであり、下側の前記支持翼が該上側の
支持翼とは上下線対称な翼型のものであること特徴とす
る。上記構成により、上側の支持翼が受ける揚力を、下
側の支持翼に生じる下向きの力（揚力と大きさは同じで
向きが逆な力）で打ち消すから、スムーズな回転が可能
となり、且つ軸部（軸受）に作用するスラスト力が小さ
く抑えられる。
【００１０】請求項４に係る一体型風水車は、請求項１
〜３の何れか１項に記載の一体型風水車において、前記
主翼の軸方向端部に翼型断面のほぼ半分の厚さの山状部
が一体に形成されたことを特徴とする。上記構成によ
り、水風車の回転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生
せず、騒音が解消される。山状部は主翼と一体であるか
ら、継ぎ目がなく、内部への水の浸入が起こらず、見栄
えも良好である。
〜３の何れか１項に記載の一体型風水車において、前記
主翼の軸方向端部に翼型断面のほぼ半分の厚さの山状部
が一体に形成されたことを特徴とする。上記構成によ
り、水風車の回転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生
せず、騒音が解消される。山状部は主翼と一体であるか
ら、継ぎ目がなく、内部への水の浸入が起こらず、見栄
えも良好である。
【００１１】請求項５に係る一体型風水車の製造方法
は、主翼成形型と支持翼成形型とを少なくとも発泡プラ
スチックを材料として交差して設け、両成形型をグラス
ファイバやカーボンファイバといった軽量で高強度な一
つの袋状の繊維布で覆い、該袋状の繊維布を該両成形型
の外表面に密着させて、複数層の該繊維布で硬質な外皮
を形成させることを特徴とする。上記構成により、繊維
布に切れ目等を入れることなく、両成形型が袋状の繊維
布で包み込まれるから、繊維本来の強さが損なわれず、
主翼と支持翼とが高強度に仕上げられると共に、主翼と
支持翼との交差部分が特に強く仕上げられる。主翼と支
持翼との交差部分の強度がアップすると共に、両翼の交
差部分が軽量化・スマート化・低抵抗化され、且つ両翼
が軽量で高強度な材料で形成されたことで、風水車の始
動・起動性や効率（出力係数）が向上し、騒音も低減さ
れる。両翼の交差部分の継ぎ目がなく翼内部に水が浸入
しないから、水車としても最適である。
は、主翼成形型と支持翼成形型とを少なくとも発泡プラ
スチックを材料として交差して設け、両成形型をグラス
ファイバやカーボンファイバといった軽量で高強度な一
つの袋状の繊維布で覆い、該袋状の繊維布を該両成形型
の外表面に密着させて、複数層の該繊維布で硬質な外皮
を形成させることを特徴とする。上記構成により、繊維
布に切れ目等を入れることなく、両成形型が袋状の繊維
布で包み込まれるから、繊維本来の強さが損なわれず、
主翼と支持翼とが高強度に仕上げられると共に、主翼と
支持翼との交差部分が特に強く仕上げられる。主翼と支
持翼との交差部分の強度がアップすると共に、両翼の交
差部分が軽量化・スマート化・低抵抗化され、且つ両翼
が軽量で高強度な材料で形成されたことで、風水車の始
動・起動性や効率（出力係数）が向上し、騒音も低減さ
れる。両翼の交差部分の継ぎ目がなく翼内部に水が浸入
しないから、水車としても最適である。
【００１２】請求項６に係る一体型風水車の製造方法
は、請求項５記載の一体型風水車の製造方法において、
前記主翼成形型と支持翼成形型との交差部等において前
記繊維布の弛み部分を前記発泡プラスチック内に押し込
むことを特徴とする。上記構成により、主翼と支持翼と
の交差部や、主翼と支持翼の長手方向の端部や中間部に
おいて、弛んだ（余った）繊維布を発泡プラスチック内
に押し込むことで、主翼や支持翼の外表面や交差部の表
面が滑らかで綺麗に仕上げられ、所要の翼型形状を正確
に得ることができ、流体抵抗の低減により騒音が低減さ
れると共に性能が向上し、見栄え（商品価値）も向上す
る。また、発泡プラスチック内に繊維布の一部が分岐す
るように進入することで、翼部や交差部の強度が一層高
められる。
は、請求項５記載の一体型風水車の製造方法において、
前記主翼成形型と支持翼成形型との交差部等において前
記繊維布の弛み部分を前記発泡プラスチック内に押し込
むことを特徴とする。上記構成により、主翼と支持翼と
の交差部や、主翼と支持翼の長手方向の端部や中間部に
おいて、弛んだ（余った）繊維布を発泡プラスチック内
に押し込むことで、主翼や支持翼の外表面や交差部の表
面が滑らかで綺麗に仕上げられ、所要の翼型形状を正確
に得ることができ、流体抵抗の低減により騒音が低減さ
れると共に性能が向上し、見栄え（商品価値）も向上す
る。また、発泡プラスチック内に繊維布の一部が分岐す
るように進入することで、翼部や交差部の強度が一層高
められる。
【００１３】請求項７に係る一体型風水車の製造方法
は、請求項５又は６記載の一体型風水車の製造方法にお
いて、前記主翼成形型を断面対称又は非対称な翼型と
し、前記支持翼成形型を断面対称な翼型としたことを特
徴とする。上記構成により、請求項２と同様に、主翼と
支持翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状
の対称断面形となり、交差部の強度が例えば矩形断面形
状の平板状の支持アームに較べて向上する。また、断面
対称な支持翼の前縁が風又は水流に向かう時に小さな抵
抗となり、支持翼の後縁が風又は水流に向かう時に大き
な抵抗を受けて回転力が付与され、風水車の始動性と効
率（出力係数）が高まる。
は、請求項５又は６記載の一体型風水車の製造方法にお
いて、前記主翼成形型を断面対称又は非対称な翼型と
し、前記支持翼成形型を断面対称な翼型としたことを特
徴とする。上記構成により、請求項２と同様に、主翼と
支持翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状
の対称断面形となり、交差部の強度が例えば矩形断面形
状の平板状の支持アームに較べて向上する。また、断面
対称な支持翼の前縁が風又は水流に向かう時に小さな抵
抗となり、支持翼の後縁が風又は水流に向かう時に大き
な抵抗を受けて回転力が付与され、風水車の始動性と効
率（出力係数）が高まる。
【００１４】請求項８に係る一体型風水車の製造方法
は、請求項５又は６記載の一体型風水車の製造方法にお
いて、前記主翼成形型を断面対称又は非対称な翼型と
し、上側の前記支持翼成形型を断面非対称な翼型とし、
下側の前記支持翼成形型を該上側の支持翼成形型とは上
下線対称な翼型としたことを特徴とする。上記構成によ
り、請求項３と同様に、上側の支持翼が受ける揚力を、
下側の支持翼に生じる下向きの力（揚力と大きさは同じ
で向きが逆な力）で打ち消すから、スムーズな回転が可
能となり、且つ軸部（軸受）に作用するスラスト力が小
さく抑えられる。
は、請求項５又は６記載の一体型風水車の製造方法にお
いて、前記主翼成形型を断面対称又は非対称な翼型と
し、上側の前記支持翼成形型を断面非対称な翼型とし、
下側の前記支持翼成形型を該上側の支持翼成形型とは上
下線対称な翼型としたことを特徴とする。上記構成によ
り、請求項３と同様に、上側の支持翼が受ける揚力を、
下側の支持翼に生じる下向きの力（揚力と大きさは同じ
で向きが逆な力）で打ち消すから、スムーズな回転が可
能となり、且つ軸部（軸受）に作用するスラスト力が小
さく抑えられる。
【００１５】請求項９に係る一体型風水車の製造方法
は、請求項５〜８の何れか１項記載の一体型風水車の製
造方法において、前記主翼成形型の軸方向端部に翼型断
面のほぼ半分の厚さの膨らみ部を形成し、該膨らみ部の
上に前記繊維布を密着させて主翼端部の山状部を形成す
ることを特徴とする。上記構成により、水風車の回転時
に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解消さ
れる。山状部は主翼と一体に形成されるから、継ぎ目が
なく、内部への水の浸入が起こらず、見栄えも良好であ
る。
は、請求項５〜８の何れか１項記載の一体型風水車の製
造方法において、前記主翼成形型の軸方向端部に翼型断
面のほぼ半分の厚さの膨らみ部を形成し、該膨らみ部の
上に前記繊維布を密着させて主翼端部の山状部を形成す
ることを特徴とする。上記構成により、水風車の回転時
に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解消さ
れる。山状部は主翼と一体に形成されるから、継ぎ目が
なく、内部への水の浸入が起こらず、見栄えも良好であ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る一体
型風水車の一実施形態を示すものである。
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る一体
型風水車の一実施形態を示すものである。
【００１７】この一体型風水車１は、主に風力発電に使
用されるものであり、垂直方向の軸部２と平行に配置さ
れた縦長のブレードである直線翼（主翼）３と、水平方
向の支持アームである支持翼４とをグラスファイバ（Ｇ
ＦＲＰ）又はカーボンファイバ（ＣＦＲＰ）といった軽
量で強く且つ成型性の良好な材料で一体に形成したこと
を特徴としている。
用されるものであり、垂直方向の軸部２と平行に配置さ
れた縦長のブレードである直線翼（主翼）３と、水平方
向の支持アームである支持翼４とをグラスファイバ（Ｇ
ＦＲＰ）又はカーボンファイバ（ＣＦＲＰ）といった軽
量で強く且つ成型性の良好な材料で一体に形成したこと
を特徴としている。
【００１８】すなわち、各一本の直線翼３と上下各二本
の支持翼４とを継ぎ目なく完全に一体化させている。各
支持翼４の基端５はボルト等の接合手段（図示せず）で
軸部２に固定される。基端５は直線翼３の前縁７寄りの
部分の延長線上で軸部２に接合され、後縁８寄りの部分
の延長側は切欠（６）されている。
の支持翼４とを継ぎ目なく完全に一体化させている。各
支持翼４の基端５はボルト等の接合手段（図示せず）で
軸部２に固定される。基端５は直線翼３の前縁７寄りの
部分の延長線上で軸部２に接合され、後縁８寄りの部分
の延長側は切欠（６）されている。
【００１９】直線翼３のＡ−Ａ断面を図２（ハッチング
は省略する）に示す如く、直線翼３は非対称の二次元翼
型を呈し、そのミーンライン９は直線翼３の前縁７から
下向き（図２で向かって下向きであり、図１では軸方向
内側に相当する）に湾曲して、最大翼厚中心１０で翼弦
線１１に一致し、さらに後縁８にかけて上向きに湾曲し
ている。この形状により、風や水流の方向によって翼の
取付角を変えることなく、風水車の効率（出力係数）を
高めることができる。直線翼３の形状については本出願
人が特公昭５６−４２７５１号で提案済である。
は省略する）に示す如く、直線翼３は非対称の二次元翼
型を呈し、そのミーンライン９は直線翼３の前縁７から
下向き（図２で向かって下向きであり、図１では軸方向
内側に相当する）に湾曲して、最大翼厚中心１０で翼弦
線１１に一致し、さらに後縁８にかけて上向きに湾曲し
ている。この形状により、風や水流の方向によって翼の
取付角を変えることなく、風水車の効率（出力係数）を
高めることができる。直線翼３の形状については本出願
人が特公昭５６−４２７５１号で提案済である。
【００２０】また、支持翼４のＢ−Ｂ断面を図３（ａ）
に示す如く、支持翼４は対称翼であり、前縁１２から後
縁１３にかけてミーンライン１５と翼弦線１５とが一致
している。支持アームに対称翼を使うことは特開平７−
１２０４５号公報（ダクトブレードを対称翼で支持した
垂直軸風車）で公知ではあるが、直線翼３と対称翼型の
支持翼４とを一体に形成した構成は新規なものである。
に示す如く、支持翼４は対称翼であり、前縁１２から後
縁１３にかけてミーンライン１５と翼弦線１５とが一致
している。支持アームに対称翼を使うことは特開平７−
１２０４５号公報（ダクトブレードを対称翼で支持した
垂直軸風車）で公知ではあるが、直線翼３と対称翼型の
支持翼４とを一体に形成した構成は新規なものである。
【００２１】支持翼４に対称翼を使うことで、図１にお
いて前縁１２で風又は水流を受けた際の抵抗が低減さ
れ、後縁１３で風又は水流を受けた際の抵抗が増大して
風水車１を回す力が発揮される。また、対称翼型の支持
翼４は平板状の支持翼（図示せず）に較べて断面積や周
囲の長さが大きく、且つ湾曲線で直線翼３に交差するか
ら、直線翼３と対称翼型の支持翼４とを一体としたこと
で、両翼部３，４の交差部分（接合部分）１６の静的・
動的強度及び耐疲労強度が増し、過回転や長期の連続運
転にも耐えることができる。また、両翼部３，４の接合
部分１６がスマート化・小型化・軽量化・低抵抗化され
る。
いて前縁１２で風又は水流を受けた際の抵抗が低減さ
れ、後縁１３で風又は水流を受けた際の抵抗が増大して
風水車１を回す力が発揮される。また、対称翼型の支持
翼４は平板状の支持翼（図示せず）に較べて断面積や周
囲の長さが大きく、且つ湾曲線で直線翼３に交差するか
ら、直線翼３と対称翼型の支持翼４とを一体としたこと
で、両翼部３，４の交差部分（接合部分）１６の静的・
動的強度及び耐疲労強度が増し、過回転や長期の連続運
転にも耐えることができる。また、両翼部３，４の接合
部分１６がスマート化・小型化・軽量化・低抵抗化され
る。
【００２２】また、支持翼４の断面形状として図３
（ｂ）に示す如く非対称の二次元翼型７を採用した場合
には、図１で上側の支持翼４を図３（ｂ）の断面形状
（７）とし、図１で下側の支持翼４は、図３（ｂ）の断
面形状（７）を上下線対称とした断面形状（上下反転さ
せた形状）のものを使用する。図３（ｂ）で符号１８は
ミーンライン、１９は翼弦線を示す。
（ｂ）に示す如く非対称の二次元翼型７を採用した場合
には、図１で上側の支持翼４を図３（ｂ）の断面形状
（７）とし、図１で下側の支持翼４は、図３（ｂ）の断
面形状（７）を上下線対称とした断面形状（上下反転さ
せた形状）のものを使用する。図３（ｂ）で符号１８は
ミーンライン、１９は翼弦線を示す。
【００２３】上記構成により、上側の支持翼７で生じる
揚力が下側の支持翼（支持翼７を上下反転させたもの）
に作用する下向きの力で打ち消され、スムーズな回転が
得られると共に、軸部２の軸受（図示せず）にかかるス
ラスト力が低減され、ベアリング（図示せず）の寿命が
向上する。
揚力が下側の支持翼（支持翼７を上下反転させたもの）
に作用する下向きの力で打ち消され、スムーズな回転が
得られると共に、軸部２の軸受（図示せず）にかかるス
ラスト力が低減され、ベアリング（図示せず）の寿命が
向上する。
【００２４】軸部２は中空なアウタロータであることが
好ましく、例えばアウタロータ（２）の端部に発電機
（図示せず）の回転軸が固定される。アウタロータによ
り、軸部２が軽量化され、始動・起動性が向上する。上
記直線翼３と支持翼４とをグラスファイバやカーボンフ
ァイバで一体成形することで、軽量化により始動・起動
性及び効率（出力係数）が向上することは言うまでもな
い。また、一体型ゆえに直線翼３と支持翼４の交差部１
６の強度が高く、しかも従来の直線翼と支持翼との継ぎ
目の孔部等がないから、風車としてではなく水車として
も用いることができる訳である。
好ましく、例えばアウタロータ（２）の端部に発電機
（図示せず）の回転軸が固定される。アウタロータによ
り、軸部２が軽量化され、始動・起動性が向上する。上
記直線翼３と支持翼４とをグラスファイバやカーボンフ
ァイバで一体成形することで、軽量化により始動・起動
性及び効率（出力係数）が向上することは言うまでもな
い。また、一体型ゆえに直線翼３と支持翼４の交差部１
６の強度が高く、しかも従来の直線翼と支持翼との継ぎ
目の孔部等がないから、風車としてではなく水車として
も用いることができる訳である。
【００２５】図４〜図８は、上記一体型風水車の製造方
法の一実施形態を示すものである。この製造方法は、直
線翼（主翼）３及び支持翼４よりも一回り小さな成形型
（ダイ）２０の表面に切れ目のない袋状のグラスファイ
バ又はカーボンファイバといった繊維布２１を複数層に
接着していくことを特徴とするものである。
法の一実施形態を示すものである。この製造方法は、直
線翼（主翼）３及び支持翼４よりも一回り小さな成形型
（ダイ）２０の表面に切れ目のない袋状のグラスファイ
バ又はカーボンファイバといった繊維布２１を複数層に
接着していくことを特徴とするものである。
【００２６】以下にこの製造方法を製造順に従って詳細
に説明する。先ず図４の如く、補強兼位置決め用の例え
ば合成樹脂製の硬質な芯部（桁）２２，２３と、芯部２
２，２３を囲む軽量で且つ圧縮可能な形状保持部材であ
る発泡スチロール２４とで成形型２０を形成する。
に説明する。先ず図４の如く、補強兼位置決め用の例え
ば合成樹脂製の硬質な芯部（桁）２２，２３と、芯部２
２，２３を囲む軽量で且つ圧縮可能な形状保持部材であ
る発泡スチロール２４とで成形型２０を形成する。
【００２７】成形型２０の芯部２２，２３は直線翼成形
型（主翼成形型）２５と支持翼成形型２６との長手方向
に貫通して設けられ、二本の支持翼成形型２６の芯部２
３は直線翼成形型２５の芯部２２に直交して固定されて
いる。各芯部２２，２３の中心は各翼３，４（図１）の
ほぼ最大翼厚中心に一致している。発泡スチロール２４
は各芯部２２，２３の回りを取り囲み、直線翼３及び支
持翼４と相似な形状で直線翼３及び支持翼４よりも一回
り小さく形成されている。
型（主翼成形型）２５と支持翼成形型２６との長手方向
に貫通して設けられ、二本の支持翼成形型２６の芯部２
３は直線翼成形型２５の芯部２２に直交して固定されて
いる。各芯部２２，２３の中心は各翼３，４（図１）の
ほぼ最大翼厚中心に一致している。発泡スチロール２４
は各芯部２２，２３の回りを取り囲み、直線翼３及び支
持翼４と相似な形状で直線翼３及び支持翼４よりも一回
り小さく形成されている。
【００２８】直線翼成形型２５と支持翼成形型２６とで
成る成形型２０の外側にグラスファイバ又はカーボンフ
ァイバといった軽量で高強度の大きな袋状の繊維布２１
を被せる。繊維布２１は円内Ｃに拡大図を示す如く例え
ばＸＹの二次元方向に繊維を通常の布のようにほぼ隙間
なく編み込んだものである。繊維の配列を二次元ではな
く三次元にして結合強度を高めることも可能である。ま
た、グラスファイバ又はカーボンファイバの繊維布２１
に例えば熱可塑性の合成樹脂を混合させることも可能で
ある。繊維布２１の厚さは一枚０．２mm程度と薄いもの
である。
成る成形型２０の外側にグラスファイバ又はカーボンフ
ァイバといった軽量で高強度の大きな袋状の繊維布２１
を被せる。繊維布２１は円内Ｃに拡大図を示す如く例え
ばＸＹの二次元方向に繊維を通常の布のようにほぼ隙間
なく編み込んだものである。繊維の配列を二次元ではな
く三次元にして結合強度を高めることも可能である。ま
た、グラスファイバ又はカーボンファイバの繊維布２１
に例えば熱可塑性の合成樹脂を混合させることも可能で
ある。繊維布２１の厚さは一枚０．２mm程度と薄いもの
である。
【００２９】薄い繊維布２１を大きな袋状に形成し、例
えば図４の如く直線翼成形型２５を垂直に配置した状態
で一枚の袋状の繊維布２１を上から下に向けて被せる。
成形型２０は完全に袋状の繊維布２１の内部に収容され
る。図４で符号２７は袋状の繊維布２１の開口部を示
す。
えば図４の如く直線翼成形型２５を垂直に配置した状態
で一枚の袋状の繊維布２１を上から下に向けて被せる。
成形型２０は完全に袋状の繊維布２１の内部に収容され
る。図４で符号２７は袋状の繊維布２１の開口部を示
す。
【００３０】この状態で、図５〜図７の如く繊維布２１
を手や真空引き等の手段（図示せず）で成形型２０の外
表面すなわち発泡スチロール２４の外表面に押し付けて
接着剤等で接着させていく。図５の如く二本の支持翼成
形型２６の間には例えば翼前縁側２９から繊維布２１を
略Ｕ字状（３０）に湾曲させて進入させる。各翼成形型
２５，２６には前縁側２８，２９から繊維布２１を略Ｕ
字状に湾曲させて密着させることが好ましい。
を手や真空引き等の手段（図示せず）で成形型２０の外
表面すなわち発泡スチロール２４の外表面に押し付けて
接着剤等で接着させていく。図５の如く二本の支持翼成
形型２６の間には例えば翼前縁側２９から繊維布２１を
略Ｕ字状（３０）に湾曲させて進入させる。各翼成形型
２５，２６には前縁側２８，２９から繊維布２１を略Ｕ
字状に湾曲させて密着させることが好ましい。
【００３１】上記の作業と同時に上下二本の支持翼成形
型２６の間で繊維布２１を各支持翼成形型２６の長手方
向に沿って直線翼２５に向けて移動させつつ、二本の支
持翼成形型２６の間に隙間３３を形成し、図６〜図７の
如く繊維布２１で各翼成形型２５，２６を包み込んでい
く。
型２６の間で繊維布２１を各支持翼成形型２６の長手方
向に沿って直線翼２５に向けて移動させつつ、二本の支
持翼成形型２６の間に隙間３３を形成し、図６〜図７の
如く繊維布２１で各翼成形型２５，２６を包み込んでい
く。
【００３２】これらの作業差において特に直線翼成形型
２５と支持翼成形型２６との交差部（接合部）３１には
繊維布２１の弛みを生じやすいが、図８（芯部２２，２
３は示していない）の如く弛み３２はヘラ等で発泡スチ
ロール２４の内部に押し込んでいく。交差部３１以外で
も繊維布２１の弛みを生じた部分は全て発泡スチロール
２４の内部に押し込んでいく。繊維布２１の押し込み作
業は、発泡スチロール２４を破断させてその裂け目内に
繊維布２１を押し入れることで簡単且つ確実に行うこと
ができる。これにより、各翼部３，４（図１）の外表面
に繊維布２１の弛み部分が突出することがなく、各翼部
３，４の表面が滑らかで綺麗に仕上がる。また、発泡ス
チロール２４内に繊維布２１の一部が分岐するように進
入することで、翼部の強度が高まる。
２５と支持翼成形型２６との交差部（接合部）３１には
繊維布２１の弛みを生じやすいが、図８（芯部２２，２
３は示していない）の如く弛み３２はヘラ等で発泡スチ
ロール２４の内部に押し込んでいく。交差部３１以外で
も繊維布２１の弛みを生じた部分は全て発泡スチロール
２４の内部に押し込んでいく。繊維布２１の押し込み作
業は、発泡スチロール２４を破断させてその裂け目内に
繊維布２１を押し入れることで簡単且つ確実に行うこと
ができる。これにより、各翼部３，４（図１）の外表面
に繊維布２１の弛み部分が突出することがなく、各翼部
３，４の表面が滑らかで綺麗に仕上がる。また、発泡ス
チロール２４内に繊維布２１の一部が分岐するように進
入することで、翼部の強度が高まる。
【００３３】繊維布２１の弛みを鋏等で切断することは
極力避けるようにする。繊維布２１を切断すると翼部
３，４及びその交差部１６（図１）の機械的強度が低下
するからであり、弛み部を発泡スチロール２４内に押し
込むことで、強度低下が防止される。繊維布２１の厚さ
は僅か０．２mm程度と薄いものであるから、弛み部の押
し込み作業は容易に行うことができる。
極力避けるようにする。繊維布２１を切断すると翼部
３，４及びその交差部１６（図１）の機械的強度が低下
するからであり、弛み部を発泡スチロール２４内に押し
込むことで、強度低下が防止される。繊維布２１の厚さ
は僅か０．２mm程度と薄いものであるから、弛み部の押
し込み作業は容易に行うことができる。
【００３４】図５〜図８の作業を一枚ずつ繊維布２１を
用いて繰り返して行う。繊維布２１の貼り合わせ層数は
３〜８層程度である。弛み部３２（図８）の押し込み作
業は一枚ずつ行ってもよく、あるいは全ての繊維布２１
を接着した後でまとめて行ってもよい。接着作業は例え
ばエポキシ系接着剤といった熱硬化性接着剤を用いて加
熱接着させることで効率良く行うことができる。加熱作
業は全ての繊維布２１を貼った後に行う。
用いて繰り返して行う。繊維布２１の貼り合わせ層数は
３〜８層程度である。弛み部３２（図８）の押し込み作
業は一枚ずつ行ってもよく、あるいは全ての繊維布２１
を接着した後でまとめて行ってもよい。接着作業は例え
ばエポキシ系接着剤といった熱硬化性接着剤を用いて加
熱接着させることで効率良く行うことができる。加熱作
業は全ての繊維布２１を貼った後に行う。
【００３５】両翼成形型２５，２６の交差部３１におい
ては繊維布２１を若干アール状（湾曲状）３４に接着す
る。両翼成形型２５，２６の交差部３１を予めアール状
に形成しておいてもよい。両翼部３，４（図１）の交差
部１６にアールをつけることで、交差部１６の強度が高
まる。
ては繊維布２１を若干アール状（湾曲状）３４に接着す
る。両翼成形型２５，２６の交差部３１を予めアール状
に形成しておいてもよい。両翼部３，４（図１）の交差
部１６にアールをつけることで、交差部１６の強度が高
まる。
【００３６】直線翼成形型２５の上下両端面３５（図
７）はやや湾曲状に形成しておき、繊維布２１によって
湾曲状の膨らみ（山状部）を持たせることが風切り音や
水切り音低減等の観点から好ましい。山状部については
後述する。また、支持翼成形型２６の基端部（軸部２と
の接合部分）には図１の如く切欠部６を設けておくこと
が好ましい。
７）はやや湾曲状に形成しておき、繊維布２１によって
湾曲状の膨らみ（山状部）を持たせることが風切り音や
水切り音低減等の観点から好ましい。山状部については
後述する。また、支持翼成形型２６の基端部（軸部２と
の接合部分）には図１の如く切欠部６を設けておくこと
が好ましい。
【００３７】複数枚の袋状の繊維布２１によって硬質で
強固な外皮３６（図８）が構成される。複数枚の繊維布
２１の接着が完了したら、最後に防水系の塗料を塗布
（塗装）して翼部一体成形体３７（便宜上図７で示す）
が完成する。
強固な外皮３６（図８）が構成される。複数枚の繊維布
２１の接着が完了したら、最後に防水系の塗料を塗布
（塗装）して翼部一体成形体３７（便宜上図７で示す）
が完成する。
【００３８】なお、袋状の繊維布２１は全く切れ目なく
成形型２０に貼り付けることが好ましいが、袋が大きす
ぎて繊維布２１の大きな余りを生じたりする場合には、
各翼成形型２５，２６の後縁側３８，３９（図５）にお
いて繊維布２１を切断することは可能である。この場合
も後縁側３８，３９において繊維布２１が上下左右隙間
なく接着されていなければならない。また、成形型２０
に複数枚の袋状の繊維布２１を接着した後、仕上げ（表
面を滑らかに整える）の意味で例えば短冊状や湾曲状の
繊維布を貼り付けることは可能である。
成形型２０に貼り付けることが好ましいが、袋が大きす
ぎて繊維布２１の大きな余りを生じたりする場合には、
各翼成形型２５，２６の後縁側３８，３９（図５）にお
いて繊維布２１を切断することは可能である。この場合
も後縁側３８，３９において繊維布２１が上下左右隙間
なく接着されていなければならない。また、成形型２０
に複数枚の袋状の繊維布２１を接着した後、仕上げ（表
面を滑らかに整える）の意味で例えば短冊状や湾曲状の
繊維布を貼り付けることは可能である。
【００３９】完成した翼部一体成形体３７（図７）は上
下対称である。この翼部一体成形体３７を三組、等配に
軸部２に固定することで、図１のような風力又は水力発
電用の一体型風水車１が完成する。
下対称である。この翼部一体成形体３７を三組、等配に
軸部２に固定することで、図１のような風力又は水力発
電用の一体型風水車１が完成する。
【００４０】なお、長い軸部２を廃止して上下の支持翼
４を軸部２はなく円形のフランジ板（図示せず）に固定
し、フランジ板の中心を短い軸部で回動自在に支持させ
ることも可能である。軸部２の中心やフランジ板の中心
が軸線と一致する。
４を軸部２はなく円形のフランジ板（図示せず）に固定
し、フランジ板の中心を短い軸部で回動自在に支持させ
ることも可能である。軸部２の中心やフランジ板の中心
が軸線と一致する。
【００４１】また、直線翼３の枚数は所要の発電量等に
応じて適宜設定される。最低、直線翼３を一枚とするこ
とも可能である。支持翼４の枚数は上下二枚に限らず、
例えば直線翼３の高さ方向中央に支持翼４を一枚用いる
ことも可能である。また、直線翼３に一体成形する支持
翼４を断面対称翼型ではなく断面矩形平板型や図３
（ｂ）のような非対称翼型とすることも可能である。ま
た、効率は落ちるが、直線翼３を二次元の対称翼型とす
ることも可能である。また、直線翼３に代えて曲線翼
（図示せず）を用いる（形成する）ことも可能である。
また、主翼３や支持翼４を三次元翼型とすることも可能
である。
応じて適宜設定される。最低、直線翼３を一枚とするこ
とも可能である。支持翼４の枚数は上下二枚に限らず、
例えば直線翼３の高さ方向中央に支持翼４を一枚用いる
ことも可能である。また、直線翼３に一体成形する支持
翼４を断面対称翼型ではなく断面矩形平板型や図３
（ｂ）のような非対称翼型とすることも可能である。ま
た、効率は落ちるが、直線翼３を二次元の対称翼型とす
ることも可能である。また、直線翼３に代えて曲線翼
（図示せず）を用いる（形成する）ことも可能である。
また、主翼３や支持翼４を三次元翼型とすることも可能
である。
【００４２】また、上記一体型風水車１の軸部２を水平
にして、例えば高いビルの上層階の側壁に配置すること
も可能である。また、発電のみならず、例えば水を湯に
変える熱変換機等にも適用できることは言うまでもな
い。上記風水車１を水車として使用する場合は、軸部を
垂直にした状態で各直線翼３を長手方向端部側から水中
に進入させる。水中への直線翼３の進入長さは発電量や
水流等に応じて適宜変更するようにしてもよい。
にして、例えば高いビルの上層階の側壁に配置すること
も可能である。また、発電のみならず、例えば水を湯に
変える熱変換機等にも適用できることは言うまでもな
い。上記風水車１を水車として使用する場合は、軸部を
垂直にした状態で各直線翼３を長手方向端部側から水中
に進入させる。水中への直線翼３の進入長さは発電量や
水流等に応じて適宜変更するようにしてもよい。
【００４３】また、水車用等のために各翼成形型２５，
２６の芯部２２，２３をアルミ合金等の軽量金属で形成
することも可能である。また、成形型２０の発泡スチロ
ール（気泡を含ませて成形したポリスチレン）２４に代
えて、形状保持性（押してもさほど凹まず、強く押すと
破断する性質）を有する他の発泡プラスチックを用いて
もよい。芯部２２，２３を用いず、発泡スチロール２４
のみで成形型２０を形成してもよい。また、上記一体型
風水車１の製造方法においては、発泡スチロール２４や
芯部２３はそのまま複数枚の繊維布２１でなる外皮の内
側に残存されるが、例えば各翼３，４の長手方向の端部
を最後に成形する場合は端部成形前に発泡スチロール２
４や芯部２３を抜き取ることも可能である。
２６の芯部２２，２３をアルミ合金等の軽量金属で形成
することも可能である。また、成形型２０の発泡スチロ
ール（気泡を含ませて成形したポリスチレン）２４に代
えて、形状保持性（押してもさほど凹まず、強く押すと
破断する性質）を有する他の発泡プラスチックを用いて
もよい。芯部２２，２３を用いず、発泡スチロール２４
のみで成形型２０を形成してもよい。また、上記一体型
風水車１の製造方法においては、発泡スチロール２４や
芯部２３はそのまま複数枚の繊維布２１でなる外皮の内
側に残存されるが、例えば各翼３，４の長手方向の端部
を最後に成形する場合は端部成形前に発泡スチロール２
４や芯部２３を抜き取ることも可能である。
【００４４】図９（ａ）〜（ｃ）は、上記一体型風水車
１における回転音対策として、直線翼（主翼）３の長手
方向（軸方向）の上下両端部（図９では上端部のみ図示
する）に翼型の山状部（翼型断面のほぼ半分の厚さの山
状部）４１を形成した構造を示すものである。
１における回転音対策として、直線翼（主翼）３の長手
方向（軸方向）の上下両端部（図９では上端部のみ図示
する）に翼型の山状部（翼型断面のほぼ半分の厚さの山
状部）４１を形成した構造を示すものである。
【００４５】図９（ａ）は直線翼３の上面図（図２を縮
小したもの）、図９（ｂ）は同じく前面図（回転方向を
前側とした）、図９（ｃ）は同じく側面図をそれぞれ示
しており、翼型の山状部４１は、図９（ｃ）の側面図の
如く翼断面形状（図９（ａ）は翼断面形状と同じであ
る）を翼弦線１１（図２）に沿ってほぼ１／２に切断し
た形状となっており、図９（ｂ）の如く前面視が左右ほ
ぼ対称の山型となっている。すなわち、直線翼（符号３
の直線翼とは限らない）の翼型断面を翼厚方向に半分に
切断し、その断面形状を山状部４１の縦断面とし、この
縦断面の頂部４２と直線翼３の表裏面（側面）４３とを
滑らかに湾曲状に結んでいる。
小したもの）、図９（ｂ）は同じく前面図（回転方向を
前側とした）、図９（ｃ）は同じく側面図をそれぞれ示
しており、翼型の山状部４１は、図９（ｃ）の側面図の
如く翼断面形状（図９（ａ）は翼断面形状と同じであ
る）を翼弦線１１（図２）に沿ってほぼ１／２に切断し
た形状となっており、図９（ｂ）の如く前面視が左右ほ
ぼ対称の山型となっている。すなわち、直線翼（符号３
の直線翼とは限らない）の翼型断面を翼厚方向に半分に
切断し、その断面形状を山状部４１の縦断面とし、この
縦断面の頂部４２と直線翼３の表裏面（側面）４３とを
滑らかに湾曲状に結んでいる。
【００４６】山状部４１の峰（頂部）４２は図９（ａ）
の前端からほぼ中央にかけて図９（ｂ）の如く板厚方向
に比較的滑らかに湾曲状に形成され、図９（ａ）の中央
付近から後端にかけて山状部４１の幅が狭くなるにつれ
て稜線部が序々に細くなっている。山状部４１の前端４
４及び後端４５は滑らかに直線翼３の前端７及び後端８
に続いている。翼型の山状部４１は前記繊維布２１で直
線翼３と一体に形成されている。
の前端からほぼ中央にかけて図９（ｂ）の如く板厚方向
に比較的滑らかに湾曲状に形成され、図９（ａ）の中央
付近から後端にかけて山状部４１の幅が狭くなるにつれ
て稜線部が序々に細くなっている。山状部４１の前端４
４及び後端４５は滑らかに直線翼３の前端７及び後端８
に続いている。翼型の山状部４１は前記繊維布２１で直
線翼３と一体に形成されている。
【００４７】山状部４１の翼厚すなわち翼弦長に対する
最大高さ（最大翼厚）Ｈの割合は、直線翼３の翼厚によ
ってもある程度規制されるが、（２４〜３４％）／２程
度すなわち１２〜１７％程度であることが好ましい。こ
こで２４〜３４％は山状部４１とする前の翼型断面の翼
厚であり、２で除したのは、翼型断面をほぼ対称とみな
したからである（対称翼断面とすれば正確に１／２であ
る）。これらの最適範囲は実験等に基づくものである。
最適範囲を越えたものでも音対策として有効である。
最大高さ（最大翼厚）Ｈの割合は、直線翼３の翼厚によ
ってもある程度規制されるが、（２４〜３４％）／２程
度すなわち１２〜１７％程度であることが好ましい。こ
こで２４〜３４％は山状部４１とする前の翼型断面の翼
厚であり、２で除したのは、翼型断面をほぼ対称とみな
したからである（対称翼断面とすれば正確に１／２であ
る）。これらの最適範囲は実験等に基づくものである。
最適範囲を越えたものでも音対策として有効である。
【００４８】翼型の山状部４１によって風水車の回転時
の風切り音や水切り音が低減ないしは完全に解消され
る。これは山状部４１によって翼端後方の空気や水の渦
の発生が減少ないしは完全になくなるからである。
の風切り音や水切り音が低減ないしは完全に解消され
る。これは山状部４１によって翼端後方の空気や水の渦
の発生が減少ないしは完全になくなるからである。
【００４９】図９の翼型の山状部４１を含む一体型風車
の製造方法としては、例えば、図４で示した直線翼成形
型２５の発泡スチロール２４の上下の端面に、山状部４
１よりも一回り小さい（繊維布２１の厚み分だけ小さ
い）膨らみ部（山状部）を発泡スチロールで形成して接
合し、あるいは芯部２２とは別個に発泡スチロール２４
に同じく膨らみ部（山状部）を一体に形成して、成形型
（２０）を構成させ、次いで図４〜図８に示す手法で繊
維布２１を成形型（２０）に複数層に貼り付けていく。
これにより、直線翼（主翼）３と一体の翼型の山状部４
１が簡単且つ正確に形成される。
の製造方法としては、例えば、図４で示した直線翼成形
型２５の発泡スチロール２４の上下の端面に、山状部４
１よりも一回り小さい（繊維布２１の厚み分だけ小さ
い）膨らみ部（山状部）を発泡スチロールで形成して接
合し、あるいは芯部２２とは別個に発泡スチロール２４
に同じく膨らみ部（山状部）を一体に形成して、成形型
（２０）を構成させ、次いで図４〜図８に示す手法で繊
維布２１を成形型（２０）に複数層に貼り付けていく。
これにより、直線翼（主翼）３と一体の翼型の山状部４
１が簡単且つ正確に形成される。
【００５０】
【発明の効果】以上の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、一体化により主翼と支持翼との交差部分の強度がア
ップするから、回転数が異常に高まった場合や台風に遭
遇した場合でも安全であり、且つ長期間に渡る連続運転
に耐えることができる。また、両翼部の交差部分が軽量
化・スマート化・低抵抗化されるから、性能が向上する
と共に騒音が低減される。また、主翼と支持翼との交差
部分の強度が強く、しかも交差部分に従来の継ぎ目の孔
等がないから、水車としても十分に使用でき、水車と風
車の製造工程の共通化により、コスト低減が図られる。
ば、一体化により主翼と支持翼との交差部分の強度がア
ップするから、回転数が異常に高まった場合や台風に遭
遇した場合でも安全であり、且つ長期間に渡る連続運転
に耐えることができる。また、両翼部の交差部分が軽量
化・スマート化・低抵抗化されるから、性能が向上する
と共に騒音が低減される。また、主翼と支持翼との交差
部分の強度が強く、しかも交差部分に従来の継ぎ目の孔
等がないから、水車としても十分に使用でき、水車と風
車の製造工程の共通化により、コスト低減が図られる。
【００５１】請求項２記載の発明によれば、主翼と支持
翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状の対
称断面形となるから、交差部の強度が一層向上し、請求
項１記載の発明の効果が助長される。
翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状の対
称断面形となるから、交差部の強度が一層向上し、請求
項１記載の発明の効果が助長される。
【００５２】請求項３記載の発明によれば、上側の支持
翼の揚力を下側の支持翼の下向きの力で相殺するから、
回転がスムーズに行われ、且つ軸部（軸受）に作用する
スラスト力が小さく抑えられて、ベアリングの寿命が向
上する。
翼の揚力を下側の支持翼の下向きの力で相殺するから、
回転がスムーズに行われ、且つ軸部（軸受）に作用する
スラスト力が小さく抑えられて、ベアリングの寿命が向
上する。
【００５３】請求項４記載の発明によれば、水風車の回
転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解
消されるから、環境問題が起こらない。また、山状部は
主翼と一体であるから、継ぎ目がなく、内部への水の浸
入が起こらず、水車にも好適であり、見栄えも良好で商
品価値が高まる。
転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解
消されるから、環境問題が起こらない。また、山状部は
主翼と一体であるから、継ぎ目がなく、内部への水の浸
入が起こらず、水車にも好適であり、見栄えも良好で商
品価値が高まる。
【００５４】請求項５記載の発明によれば、繊維布に切
れ目を入れることなく、主翼成形型と支持翼成形型とが
袋状の繊維布で一体に包み込まれることで、繊維本来の
強さが損なわれず、特に主翼と支持翼との交差部分が強
く仕上げられる。このように交差部分の強度がアップす
るから、回転数が異常に高まった場合や台風に遭遇した
場合でも安全であり、且つ長期間に渡る連続運転に耐え
ることができる。また、両翼部の交差部分が軽量化・ス
マート化・低抵抗化されるから、性能が向上すると共に
騒音が低減される。また、主翼と支持翼との交差部分の
強度が強く、しかも交差部分に従来の継ぎ目の孔等がな
いから、水車としても十分に使用でき、水車と風車の製
造工程の共通化により、コスト低減が図られる。
れ目を入れることなく、主翼成形型と支持翼成形型とが
袋状の繊維布で一体に包み込まれることで、繊維本来の
強さが損なわれず、特に主翼と支持翼との交差部分が強
く仕上げられる。このように交差部分の強度がアップす
るから、回転数が異常に高まった場合や台風に遭遇した
場合でも安全であり、且つ長期間に渡る連続運転に耐え
ることができる。また、両翼部の交差部分が軽量化・ス
マート化・低抵抗化されるから、性能が向上すると共に
騒音が低減される。また、主翼と支持翼との交差部分の
強度が強く、しかも交差部分に従来の継ぎ目の孔等がな
いから、水車としても十分に使用でき、水車と風車の製
造工程の共通化により、コスト低減が図られる。
【００５５】請求項６記載の発明によれば、弛んだ（余
った）繊維布を発泡プラスチック内に押し込むことで、
主翼や支持翼の外表面や交差部の表面が滑らかで綺麗に
仕上げられ、所要の翼型形状を正確に得ることができ、
流体抵抗の低減により騒音が低減されると共に性能が向
上し、見栄え（商品価値）も向上する。また、発泡プラ
スチック内に繊維布の一部が分岐するように進入するこ
とで、翼部や交差部の強度が一層高められる。
った）繊維布を発泡プラスチック内に押し込むことで、
主翼や支持翼の外表面や交差部の表面が滑らかで綺麗に
仕上げられ、所要の翼型形状を正確に得ることができ、
流体抵抗の低減により騒音が低減されると共に性能が向
上し、見栄え（商品価値）も向上する。また、発泡プラ
スチック内に繊維布の一部が分岐するように進入するこ
とで、翼部や交差部の強度が一層高められる。
【００５６】請求項７記載の発明によれば、主翼と支持
翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状の対
称断面形となるから、交差部の強度が一層向上し、請求
項５記載の発明の効果が助長される。
翼との交差部が支持翼の断面と同じような湾曲形状の対
称断面形となるから、交差部の強度が一層向上し、請求
項５記載の発明の効果が助長される。
【００５７】請求項８記載の発明によれば、上側の支持
翼の揚力を下側の支持翼の下向きの力で相殺するから、
回転がスムーズに行われ、且つ軸部（軸受）に作用する
スラスト力が小さく抑えられて、ベアリングの寿命が向
上する。
翼の揚力を下側の支持翼の下向きの力で相殺するから、
回転がスムーズに行われ、且つ軸部（軸受）に作用する
スラスト力が小さく抑えられて、ベアリングの寿命が向
上する。
【００５８】請求項９記載の発明によれば、水風車の回
転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解
消されるから、環境問題が起こらない。また、山状部は
主翼と一体であるから、継ぎ目がなく、内部への水の浸
入が起こらず、水車にも好適であり、見栄えも良好で商
品価値が高まる。
転時に翼端後方に空気又は水の渦が発生せず、騒音が解
消されるから、環境問題が起こらない。また、山状部は
主翼と一体であるから、継ぎ目がなく、内部への水の浸
入が起こらず、水車にも好適であり、見栄えも良好で商
品価値が高まる。
【図１】本発明に係る一体型風水車の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】直線翼（主翼）の断面形状を示す図１のＡ−Ａ
断面図である。
断面図である。
【図３】（ａ）は支持翼の断面形状を示す図１のＢ−Ｂ
断面図、（ｂ）は支持翼の他の実施形態を示すＢ−Ｂ相
当断面図である。
断面図、（ｂ）は支持翼の他の実施形態を示すＢ−Ｂ相
当断面図である。
【図４】一体型風水車の製造方法の一実施形態の初期過
程（翼成形型に繊維布を被せた状態）を示す斜視図であ
る。
程（翼成形型に繊維布を被せた状態）を示す斜視図であ
る。
【図５】同じく一体型風水車の製造方法の次の工程（翼
成形型に沿って繊維布を成形する状態）を示す斜視図で
ある。
成形型に沿って繊維布を成形する状態）を示す斜視図で
ある。
【図６】一体型風水車の製造方法のさらに次の過程（翼
成形型に繊維布を押し付ける状態を示す斜視図である。
成形型に繊維布を押し付ける状態を示す斜視図である。
【図７】翼成形型に繊維布を接着した状態を示す斜視図
である。
である。
【図８】翼成形型の内部に余分な繊維布を押し込んだ状
態を示す縦断面図である。
態を示す縦断面図である。
【図９】直線翼の端部に音対策用の山状部を形成した実
施形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は前面図、
（ｃ）は側面図である。
施形態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は前面図、
（ｃ）は側面図である。
１ 一体型風水車 ２ 軸部（軸線） ３ 直線翼（主翼） ４，７ 支持翼 １６，３１ 交差部 ２１ 繊維布 ２４ 発泡スチロール（発泡プラスチック） ２５ 直線翼成形型（主翼成形型） ２６ 支持翼成形型 ３２ 弛み部 ４１ 山状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 70/06 F03D 11/00 F03B 3/12 F03D 3/06
Claims (9)
- 【請求項１】 軸線の周囲に配置される主翼と、該軸線
側と該主翼とを結ぶ支持翼とを備える風水車において、
該主翼と該支持翼とがグラスファイバやカーボンファイ
バといった軽量で高強度な繊維材で一体に形成されたこ
とを特徴とする一体型風水車。 - 【請求項２】 前記主翼が断面対称又は非対称な翼型の
ものであり、前記支持翼が断面対称な翼型のものである
こと特徴とする請求項１記載の一体型風水車。 - 【請求項３】 前記主翼が断面対称又は非対称な翼型の
ものであり、上側の前記支持翼が断面非対称な翼型のも
のであり、下側の前記支持翼が該上側の支持翼とは上下
線対称な翼型のものであること特徴とする請求項１記載
の一体型風水車。 - 【請求項４】 前記主翼の軸方向端部に翼型断面のほぼ
半分の厚さの山状部が一体に形成されたことを特徴とす
る請求項１〜３の何れか１項に記載の一体型風水車。 - 【請求項５】 主翼成形型と支持翼成形型とを少なくと
も発泡プラスチックを材料として交差して設け、両成形
型をグラスファイバやカーボンファイバといった軽量で
高強度な一つの袋状の繊維布で覆い、該袋状の繊維布を
該両成形型の外表面に密着させて、複数層の該繊維布で
硬質な外皮を形成させることを特徴とする一体型風水車
の製造方法。 - 【請求項６】 前記主翼成形型と支持翼成形型との交差
部等において前記繊維布の弛み部分を前記発泡プラスチ
ック内に押し込むことを特徴とする請求項５記載の一体
型風水車の製造方法。 - 【請求項７】 前記主翼成形型を断面対称又は非対称な
翼型とし、前記支持翼成形型を断面対称な翼型としたこ
とを特徴とする請求項５又は６記載の一体型風水車の製
造方法。 - 【請求項８】 前記主翼成形型を断面対称又は非対称な
翼型とし、上側の前記支持翼成形型を断面非対称な翼型
とし、下側の前記支持翼成形型を該上側の支持翼成形型
とは上下線対称な翼型としたことを特徴とする請求項５
又は６記載の一体型風水車の製造方法。 - 【請求項９】 前記主翼成形型の軸方向端部に翼型断面
のほぼ半分の厚さの膨らみ部を形成し、該膨らみ部の上
に前記繊維布を密着させて主翼端部の山状部を形成する
ことを特徴とする請求項５〜８の何れか１項記載の一体
型風水車の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001397074A JP3330141B1 (ja) | 2001-11-09 | 2001-12-27 | 一体型風水車とその製造方法 |
| TW091132724A TW584695B (en) | 2001-11-09 | 2002-11-06 | Integrated vane for use in wind or water and process for producing the same |
| CNB028035143A CN1221733C (zh) | 2001-11-09 | 2002-11-08 | 整体型风·水车及其制造方法 |
| US10/451,333 US6913435B2 (en) | 2001-11-09 | 2002-11-08 | Integrated vane for use in wind or water and process for producing same |
| PCT/JP2002/011653 WO2003040558A1 (fr) | 2001-11-09 | 2002-11-08 | Roue de turbine hydraulique et eolienne integree et procede de fabrication de cette roue |
| US11/152,477 US20050232779A1 (en) | 2001-11-09 | 2005-06-14 | Integrated vane for use in wind or water and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-344602 | 2001-11-09 | ||
| JP2001344602 | 2001-11-09 | ||
| JP2001397074A JP3330141B1 (ja) | 2001-11-09 | 2001-12-27 | 一体型風水車とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3330141B1 true JP3330141B1 (ja) | 2002-09-30 |
| JP2003206848A JP2003206848A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=26624443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001397074A Expired - Lifetime JP3330141B1 (ja) | 2001-11-09 | 2001-12-27 | 一体型風水車とその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6913435B2 (ja) |
| JP (1) | JP3330141B1 (ja) |
| CN (1) | CN1221733C (ja) |
| TW (1) | TW584695B (ja) |
| WO (1) | WO2003040558A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100389262C (zh) * | 2004-12-20 | 2008-05-21 | 李锋 | 立轴风能动力装置的轻质翼片 |
| US7458777B2 (en) * | 2005-09-22 | 2008-12-02 | General Electric Company | Wind turbine rotor assembly and blade having acoustic flap |
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| DE202007010873U1 (de) * | 2007-08-03 | 2007-10-04 | Fiber-Tech Products Gmbh | Windkraftmaschine |
| US20090116968A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-07 | Mohle Robert E | Blade for wind turbines & an improved wind turbine |
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| PL216244B1 (pl) * | 2008-02-08 | 2014-03-31 | Anew Inst Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Wirnik turbiny wiatrowej o pionowej osi obrotu |
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| TWI379944B (en) * | 2009-04-03 | 2012-12-21 | Ind Tech Res Inst | Vertical axis windpower fan unit and module and power system thereof |
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