| 【発明の名称】 |
発電用プロペラ形風車 |
| 【発明者】 |
【氏名】村上 光功
【氏名】古川 哲郎
【氏名】太田 三千雄
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| 【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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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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【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１０ｍ／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６ａ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１１Ａ，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１２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１２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/sec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（１３m/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/sec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/sec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/sec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３０ｂ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３２ｃ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３０ａに遊嵌する筒部材３２ｄが取付けられ、円形軸部３０ａ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４２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４５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４３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５１ｂ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５１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４２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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１１９
【氏名又は名称】日立造船株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１１日（１９９９．１１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２６１５（Ｐ２００１−１３２６１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２０４０３ |
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