可変ピッチ式平板翼を有する抗力型垂直軸風車の性能に関する研究

概要

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本研究が対象とする風車は可変ピッチ式抗力型の垂直軸風車の一種であり，製作が容易で安価な平板翼を持つ．風車の回転軸と翼の回転軸がチェーンで連結されており，軸に付けられたスプロケットの歯数が1：2になっているため，ローターが一回転する間にブレードが半回転する．本研究では，平板翼のアスペクト比や翼枚数などの基本的なパラメータに対する特性を開放式回流風洞装置を用いて調べ，翼端板や翼前後縁に設置したリブによる風車出力向上についても検討を行った．その結果，(1)平板翼のアスペクト比が1の風車は見掛けの風車半径が大きいため，低周速比においてトルク係数が大きく，起動後の回転数の増加率も大きい．(2)最大出力係数はソリディティに依存し，ソリディティが0.75付近でピークを示す．(3) 出力係数は，翼に端板をつけることで増加するが，リブをつけることによる増加は見られない．(4) 尾翼角度を変化させることで風車回転数の制御が可能であるため，強風時の対策になることを明らかにした．
一般社団法人日本風工学会の論文