JPH11201021A - Wind mill vane - Google Patents
Wind mill vaneInfo
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- JPH11201021A JPH11201021A JP10000570A JP57098A JPH11201021A JP H11201021 A JPH11201021 A JP H11201021A JP 10000570 A JP10000570 A JP 10000570A JP 57098 A JP57098 A JP 57098A JP H11201021 A JPH11201021 A JP H11201021A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、振動、騒音等の低
減のために、翼形状の改良を図った風車翼に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind turbine blade having an improved blade shape for reducing vibration, noise and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の風車翼としては、例えば図４に
示すような風車に用いられているものが知られている。
この風車は、正面から見たものであり、回転中心に位置
するハブ１と、このハブ１から半径方向に放射状に配置
された３つの風車翼２とを備えた構成になっている。2. Description of the Related Art As this type of wind turbine blade, for example, one used in a wind turbine as shown in FIG. 4 is known.
This wind turbine is viewed from the front, and has a configuration including a hub 1 located at the center of rotation and three wind turbine blades 2 radially arranged from the hub 1 in a radial direction.
【０００３】また、図５は、上記各風車翼２における半
径方向の位置（以下「半径Ｒ」という）に対する循環Γ
の分布を示している。同図で示すように、この風車翼２
の循環Γは、半径Ｒが大きくなる程大きくなるようにな
っている。すなわち、風車翼２の翼コード長Ｌは半径Ｒ
が大きい程短くなるように形成されているのに対して、
回転による周速は半径Ｒが大きくなる程大きくなるた
め、半径Ｒが大きくなる程上記循環Γは大きくなる。こ
こで、循環Γとは流れの場において一つの閉曲線をと
り、その閉曲線の微小部分をｄs 、そこを通過する流体
の速度をＶとするとき、Ｖのｄs 方向の速度成分Ｖs ＝
Ｖcos θとｄs との積を閉曲線について積分した値をい
う。[0005] FIG. 5 is a diagram showing the circulation of each wind turbine blade 2 at a radial position (hereinafter referred to as “radius R”).
Is shown. As shown in FIG.
Is increased as the radius R increases. That is, the blade cord length L of the wind turbine blade 2 is the radius R
Is formed to be shorter as is larger,
Since the peripheral speed due to rotation increases as the radius R increases, the circulation Γ increases as the radius R increases. Here, the circulation Γ means a closed curve in a flow field, a small portion of the closed curve is d s , and a velocity of a fluid passing therethrough is V, and a velocity component V s in the d s direction of V =
The product of the Vcos theta and d s refers to integrated value for closed curves.
【０００４】このように循環Γに分布が生じるため、図
６に示すように、風車翼２の半径方向の先端部２０や、
半径方向の途中の位置で渦Ａ１，Ａ２が生じ、後縁２１
から後方へ向かって放出されることになる。このように
して生じる渦Ａ１，Ａ２は、不安定な圧力変動を伴うこ
とになり、風車翼２自体の振動や騒音を発生させる原因
になる。[0004] Since the circulation 分布 is thus distributed, as shown in FIG. 6, the tip end 20 of the wind turbine blade 2 in the radial direction,
Vortices A1 and A2 are generated at a position halfway in the radial direction, and the trailing edge 21
From the rear. The vortices A1 and A2 thus generated are accompanied by unstable pressure fluctuations, and cause vibration and noise of the wind turbine blade 2 itself.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特に、従来の風車翼２
においては、先端部２０以外の翼長に沿って放出される
半径方向の途中における渦Ａ２が不安定となるため、こ
れにより変動する圧力分布の範囲Ｂも広いものとなって
いる。In particular, the conventional wind turbine blade 2
In the above, the vortex A2 discharged along the blade length other than the tip portion 20 in the radial direction becomes unstable, so that the range B of the fluctuating pressure distribution is widened.
【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであり、特に半径方向の途中に生じて放出される
不安定な渦の安定化を図ることにより、振動や騒音の小
さな風車翼を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of such circumstances, and in particular, by stabilizing an unstable vortex generated and emitted in the middle of the radial direction, a wind turbine blade with small vibration and noise is provided. It is intended to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、翼後縁を、凹
部と凸部とが長手方向に沿って交互に連なるように形成
し、前記各凹部を前縁に向かうような凹状に形成すると
ともに、前記各凸部を各凹部の接続部分によって後方に
向かうような凸状に形成している。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, in the present invention, the trailing edge of the blade is formed so that concave portions and convex portions are alternately connected along the longitudinal direction. Each of the concave portions is formed in a concave shape toward the front edge, and each of the convex portions is formed in a convex shape toward the rear by connecting portions of the concave portions.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。なお、図１は第１実施形態
の例、図２及び図３は第２実施形態の例を示している。
まず、第１実施形態を図１を参照して説明する。ただ
し、図４〜図６に示す従来例の構成要素と共通する要素
には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. FIG. 1 shows an example of the first embodiment, and FIGS. 2 and 3 show an example of the second embodiment.
First, a first embodiment will be described with reference to FIG. However, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional example shown in FIGS. 4 to 6, and the description will be simplified.
【０００９】この第１実施形態で示す風車翼２の後縁２
１は、図１に示すように、複数の凹部２１１ａ、２１１
ｂ、２１１ｃ・・・と、複数の凸部２１２ａ、２１２
ｂ、２１２ｃ・・・とを交互に配置することによって形
成されており、各凹部２１１は、前縁２２へ向かうよう
な凹状に形成され、各凸部２１２は、各凹部２１１の接
続部分によって後方へ向かうような凸状に形成されてい
る。The trailing edge 2 of the wind turbine blade 2 shown in the first embodiment
1 includes a plurality of recesses 211a and 211 as shown in FIG.
.., and a plurality of convex portions 212a, 212
, 212c... are alternately arranged, each recess 211 is formed in a recessed shape toward the front edge 22, and each projection 212 is formed rearward by a connection portion of each recess 211. It is formed in a convex shape so as to face.
【００１０】以下、上記構成についてさらに詳細に説明
する。すなわち、各凹部２１１は、滑らかな曲線状に形
成されており、各凸部２１２は、その先端が尖った状
態、すなわち尖端になっている。そして、例えば凹部２
１１ａの曲線は、その最低部の翼コード長Ｌから凸部２
１２ａの尖端にかけて、半径比に逆比例するように増加
している。Hereinafter, the above configuration will be described in more detail. That is, each concave portion 211 is formed in a smooth curved shape, and each convex portion 212 has a sharp tip, that is, a sharp tip. Then, for example, the concave portion 2
The curve of 11a shows that the convex part 2
It increases so as to be inversely proportional to the radius ratio toward the tip of 12a.
【００１１】同様にして、凹部２１１ｂの最低部から凸
部２１２ｂの尖端にかけて、凹部２１１ｃの最低部から
凸部２１２ｃの尖端にかけて、・・・、また凹部２１１
ａの最低部から先端部２０側の尖端にかけて、凹部２１
１ｂの最低部から凸部２１２ａの尖端にかけて、凹部２
１１ｃの最低部から凸部２１２ｂの尖端にかけても、半
径比に逆比例するように増加している。Similarly, from the lowest part of the recess 211b to the tip of the projection 212b, from the lowest part of the recess 211c to the tip of the projection 212c,.
a from the lowest part of the a to the tip of the tip part 20 side,
1b to the tip of the convex portion 212a, the concave portion 2
Also from the lowest part of 11c to the tip of the convex part 212b, it increases so as to be inversely proportional to the radius ratio.
【００１２】また、半径Ｒにおいて循環Γの一様部Ｃと
急変部Ｄが生じるが、各凸部２１２は、急変部Ｄに対応
する位置に配置されている。そして特に、各凸部２１２
の尖端は、急変部Ｄにおける半径方向外側の端部に対応
するように配置されている。At the radius R, a uniform portion C and a sudden change portion D of the circulation Γ occur, and each convex portion 212 is disposed at a position corresponding to the sudden change portion D. And especially, each of the convex portions 212
Are arranged so as to correspond to the radially outer end of the sudden change portion D.
【００１３】上記のように構成された風車翼２において
は、翼コード長Ｌに沿う方向の流れが生じるとともに、
翼の上下の面の差圧によって半径方向の流れ、すなわち
循環Γが生じる。この循環Γの分布が変化すると、半径
方向の途中の位置において渦Ａが発生するが、循環Γの
急変部Ｄに対応する位置に凸部２１２が配置されている
から、その渦Ａは凸部２１２に集められ、各凸部２１２
からのみ放出されて後方に流れるようになる。そして特
に、各凸部２１２の尖端が急変部Ｄにおける半径方向外
側の端部に対応する位置に配置されているから、渦Ａが
凸部２１２によく集まるようになる。In the wind turbine blade 2 configured as described above, a flow in the direction along the blade cord length L occurs, and
The differential pressure between the upper and lower surfaces of the wing creates a radial flow, ie, circulation Γ. When the distribution of the circulation Γ changes, a vortex A is generated at a position in the middle in the radial direction, but the vortex A is located at a position corresponding to the suddenly changing portion D of the circulation 、. 212 and each convex portion 212
Is released only from and flows backward. In particular, since the pointed end of each convex portion 212 is arranged at a position corresponding to the radially outer end portion of the suddenly changing portion D, the vortex A often collects on the convex portion 212.
【００１４】このため、渦Ａが極めて安定したものとな
り、この渦Ａによって変動する圧力分布の範囲Ｂも極め
て小さなものとなる。したがって、振動や騒音の低減を
図ることができる。Therefore, the vortex A becomes extremely stable, and the range B of the pressure distribution fluctuated by the vortex A becomes extremely small. Therefore, vibration and noise can be reduced.
【００１５】また、渦Ａが凸部２１２に集まる理由とし
ては、次のことが考えられる。すなわち、空気が翼コー
ド長Ｌに沿ってその前縁２２から後縁２１に流れる際、
後縁２１においては、隣接する凹部２１１から凸部２１
２に向かって集まるような流れが生じるが、この流れ
に、渦Ａの流れが引き寄せられるとともに、収束される
ことになるためと思われる。The reason why the vortex A gathers on the convex portion 212 is considered as follows. That is, when air flows from the leading edge 22 to the trailing edge 21 along the wing cord length L,
At the trailing edge 21, the adjacent concave portion 211 moves to the convex portion 21.
It is thought that the flow of the vortex A is attracted to this flow and converges toward the flow.
【００１６】なお、図１においては、先端部２０から生
じる渦についての図示を省略している。ただし、半径方
向の途中に発生する渦が弱まることから、先端部２０に
生じる渦も弱まることになり、全体として振動や騒音を
低減する効果がある。また、各凹部２１１を曲線状に形
成したが、この凹部はその最低部から凸部２１２の尖端
にかけて直線状に形成されたものであってもよい。すな
わち、後縁２１を、三角形状の凹部と凸部とが交互に配
置されたもので形成してもよい。In FIG. 1, illustration of the vortex generated from the tip 20 is omitted. However, since the vortex generated halfway in the radial direction is weakened, the vortex generated at the distal end portion 20 is also weakened, and there is an effect of reducing vibration and noise as a whole. Further, each concave portion 211 is formed in a curved shape, but the concave portion may be formed linearly from the lowest portion to the tip of the convex portion 212. That is, the trailing edge 21 may be formed by alternately arranging triangular concave portions and convex portions.
【００１７】次に、この発明の第２実施形態を図２及び
図３を参照して説明する。ただし、図４〜図６に示す従
来例の構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、
その説明を簡略化する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same reference numerals are given to the elements common to the constituent elements of the conventional example shown in FIGS.
The description will be simplified.
【００１８】この第２実施形態で示す風車翼２の翼表面
２４には、図２及び図３に示すように、前縁２２から後
縁２１に向けて延在する連続した複数の細い溝を半径方
向に隣接するようにして形成したリブレット２３が設け
られている。リブレット２３は、等間隔に配置される棒
状のフィラメント２３１と、該フィラメント２３１を翼
表面２４に接着する接着剤２３２とによって構成されて
おり、フィラメント２３１により凸部が形成され、接着
剤２３２により凹部が形成されている。As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of continuous thin grooves extending from the leading edge 22 to the trailing edge 21 are formed on the blade surface 24 of the wind turbine blade 2 shown in the second embodiment. A riblet 23 formed so as to be adjacent in the radial direction is provided. The riblets 23 are composed of rod-shaped filaments 231 arranged at equal intervals and an adhesive 232 for adhering the filaments 231 to the wing surface 24. A convex portion is formed by the filament 231, and a concave portion is formed by the adhesive 232. Are formed.
【００１９】以下、上記構成についてさらに詳細に説明
する。すなわち、フィラメント２３１は、断面円形状の
棒状部材によって構成されている。接着剤２３２は、翼
表面２４と、これに当接するフィラメント２３１との間
の隙間に充填されることによって、翼表面２４とフィラ
メント２３１とを曲面状に連なるように形成し、結果と
して隣接するフィラメント２３１の間にＵ字状の底面を
有する溝２３０が形成されるようになっている。特に、
この第２実施形態では、溝２３０の底面が円弧状に形成
されている。すなわち、翼表面２４は、リブレット２３
による円弧状の凹凸が連続して形成された状態になって
いる。Hereinafter, the above configuration will be described in more detail. That is, the filament 231 is configured by a rod-shaped member having a circular cross section. The adhesive 232 fills the gap between the wing surface 24 and the filament 231 that abuts on the wing surface 24 to form the wing surface 24 and the filament 231 so as to be continuous in a curved surface. A groove 230 having a U-shaped bottom surface is formed between 231. Especially,
In the second embodiment, the bottom surface of the groove 230 is formed in an arc shape. That is, the wing surface 24 is
Are formed in a continuous manner.
【００２０】上記リブレット２３は、特に上面側、すな
わち負圧が発生する側の翼表面２４に設けることが翼面
境界層の剥離を防止する上で好ましい。ただし、下面側
又は上下面の双方に設けるように構成してもよい。The riblets 23 are preferably provided on the upper surface side, that is, on the blade surface 24 on the side where a negative pressure is generated, from the viewpoint of preventing separation of the blade surface boundary layer. However, it may be configured to be provided on both the lower surface side and the upper and lower surfaces.
【００２１】上記のように構成された風車翼２において
は、リブレット２３によって翼面境界層が安定するた
め、後縁２１から放出する渦が安定する。すなわち、第
１実施形態で示したような循環Γがリブレット２３によ
って起こりにくくなるので、循環Γの急変による渦の発
生を抑えることができる。しかも、循環Γの急変によっ
て渦が発生しても、この渦がリブレット２３の溝２３０
によってガイドされるため、その渦が溝２３０内で消滅
してしまうか、あるいは極めて弱い状態となって後縁２
１から放出されることになる。したがって、振動や騒音
の低減をより一層図ることができる。In the wind turbine blade 2 configured as described above, since the blade surface boundary layer is stabilized by the riblets 23, the vortex emitted from the trailing edge 21 is stabilized. That is, since the circulation Γ as shown in the first embodiment is less likely to occur due to the riblets 23, it is possible to suppress the generation of a vortex due to a sudden change in the circulation Γ. In addition, even if a vortex is generated due to a sudden change in the circulation Γ, the vortex is generated by the groove 230
The vortex disappears in the groove 230 or becomes extremely weak, and the trailing edge 2
1 will be released. Therefore, vibration and noise can be further reduced.
【００２２】また、循環Γが抑えられることによって、
上下面の圧力差が大きくなるので、風車の駆動力の増大
も図ることができる。Further, by suppressing the circulation Γ,
Since the pressure difference between the upper and lower surfaces increases, the driving force of the windmill can be increased.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、半径方向の流れとして
の循環の分布が変化すると、半径方向の途中の位置にお
いて渦が発生するが、その渦は凸部に集められるように
して後方に流れるようになる。このため、渦が極めて安
定したものとなり、この渦によって変動する圧力分布の
範囲も極めて小さなものとなる。したがって、本発明の
風車翼を適用すれば、振動や騒音の低減を図ることがで
きる。According to the present invention, when the distribution of circulation as a radial flow changes, a vortex is generated at a position halfway in the radial direction. It will flow. For this reason, the vortex becomes extremely stable, and the range of the pressure distribution fluctuated by the vortex becomes extremely small. Therefore, by applying the wind turbine blade of the present invention, vibration and noise can be reduced.
【図１】本発明の第１実施形態に係る風車翼であって、
（ａ）は循環の分布を示す説明図、（ｂ）はその要部を
示す説明図である。FIG. 1 shows a wind turbine blade according to a first embodiment of the present invention,
(A) is an explanatory diagram showing a distribution of circulation, and (b) is an explanatory diagram showing a main part thereof.
【図２】本発明の第２実施形態に係る風車翼の要部を示
す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a main part of a wind turbine blade according to a second embodiment of the present invention.
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2;
【図４】従来の風車翼を有する風車を示す正面図であ
る。FIG. 4 is a front view showing a conventional windmill having windmill blades.
【図５】従来の風車翼における循環の分布を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a distribution of circulation in a conventional wind turbine blade.
【図６】従来の風車翼の問題点を示す図であって、図４
のVI部を拡大して示す要部説明図である。6 is a diagram showing a problem of a conventional wind turbine blade, and FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing main parts of a VI section of FIG.
２ 風車翼 ２１ 後縁 ２２ 前縁 ２３ リブレット ２４ 翼表面 ２１１ 凹部 ２１２ 凸部 ２３０ 溝 ２３１ フィラメント ２３２ 接着剤 Ｌ 翼コード長 2 Windmill blade 21 Trailing edge 22 Leading edge 23 Riblet 24 Blade surface 211 Concave part 212 Convex part 230 Groove 231 Filament 232 Adhesive L Blade cord length
Claims (1)
って交互に連なるように形成し、前記各凹部を前縁に向
かうような凹状に形成するとともに、前記各凸部を各凹
部の接続部分によって後方に向かうような凸状に形成し
たことを特徴とする風車翼。1. A trailing edge of a wing is formed so that a concave portion and a convex portion are alternately connected along a longitudinal direction, and each of the concave portions is formed in a concave shape toward a front edge, and each of the convex portions is formed. A windmill blade formed in a convex shape facing rearward by connecting portions of the concave portions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000570A JPH11201021A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wind mill vane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000570A JPH11201021A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wind mill vane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201021A true JPH11201021A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=11477381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000570A Pending JPH11201021A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Wind mill vane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201021A (en) |
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Legal Events
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