JPH11201021A - 風車翼 - Google Patents
風車翼Info
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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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- Japan
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- vortex
- wind turbine
- circulation
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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にある。 【解決手段】 後縁２１を、凹部２１１と凸部２１２と
が長手方向に沿って交互に連なるように形成してなり、
各凹部２１１を、前縁２２に向かうような凹状に形成
し、各凸部２１２を、各凹部２１１の接続部分によって
後方に向かうような凸状に形成することによって、循環
Γの分布の変化によって生じる渦を凸部２１２に集めて
安定化させている。
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にある。 【解決手段】 後縁２１を、凹部２１１と凸部２１２と
が長手方向に沿って交互に連なるように形成してなり、
各凹部２１１を、前縁２２に向かうような凹状に形成
し、各凸部２１２を、各凹部２１１の接続部分によって
後方に向かうような凸状に形成することによって、循環
Γの分布の変化によって生じる渦を凸部２１２に集めて
安定化させている。
Description
【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。
減のために、翼形状の改良を図った風車翼に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
す説明図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】従来の風車翼を有する風車を示す正面図であ
る。
る。
【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。
である。
【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。
のVI部を拡大して示す要部説明図である。
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
Claims (1)
- 【請求項１】 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
たことを特徴とする風車翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000570A JPH11201021A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 風車翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000570A JPH11201021A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 風車翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201021A true JPH11201021A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11477381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000570A Pending JPH11201021A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 風車翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201021A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004052547A (ja) * | 2002-01-24 | 2004-02-19 | Makku:Kk | 動体の流体抵抗を限りなく削減する表面形状。 |
| US6830436B2 (en) | 2002-02-22 | 2004-12-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine provided with nacelle |
| KR101225996B1 (ko) | 2011-03-31 | 2013-01-24 | 삼성중공업 주식회사 | 풍력발전기 블레이드용 주름패널 |
| JP5670591B1 (ja) * | 2014-04-28 | 2015-02-18 | 寛 川嶋 | 軸流羽根車およびタービン |
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| US11300097B2 (en) | 2019-08-30 | 2022-04-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine blade apparatus and wind turbine blade attachment member |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10000570A patent/JPH11201021A/ja active Pending
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