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Last updated : 15th October. 2022

可変ピッチ式直線翼垂直軸風車の性能特性に関する研究

　近年、二酸化炭素などの温室効果ガスの排出により、地球温暖化が進み、環境破壊が顕在化しています。そのため、再生可能なエネルギーの1つである風力に多くの人々が新たに視線を向け始め、風力発電に関する研究が盛んに行われています。本研究では、固定ピッチ型の垂直軸風車よりも発電性能を向上させるために、リンク機構を用いて風力による回転力で直線翼を正弦的に自己揺動させる垂直軸風車を製作し、リンク長さの組み合わせにより任意の取付角及び振れ角に設定することで、実用化に向けた高効率型風車を開発しています。本風車が従来の固定ピッチ型の垂直軸風車とは異なり、風向に対して指向性を有し、固定するリンクの位置により正・逆回転することを明らかにしました。また、実用化に向けた本風車のさらなる性能向上を目指すため、翼形，翼枚数，翼弦長などが揺動翼方式の垂直軸風車の性能に及ぼす影響を調べています。

　上の写真は製作した垂直軸風車（直径800mm)です。この風車は４節リンク機構を搭載しており、リンクの長さを変化させることで、風車の性能特性（風車の回転方向など）が変化します。

　上の写真は製作した垂直軸風車（直径300mm)です。

　上の写真は風車特性測定装置です。

　風洞実験の動画です。

　この研究は、NEDO:新エネルギー・産業技術総合開発機構における産学官連携から助成を受けました。

　この研究は、経済産業省地域新生コンソーシアム研究開発事業における産学官連携から助成を受けました。

参考文献

１．木綿隆弘，○高田真映，喜多哲義，北村利博，木村繁男，田中一男，可変迎角リンク機構をもつ直線翼垂直軸風車の性能，日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集（2005.10.29-30，金沢）

２．○高田真映，木綿隆弘，小松信義，喜多哲義，木村繁男，可変迎角リンク機構をもつ直線翼垂直軸風車の性能に関する研究（翼枚数，翼形状の影響），日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集（2006.10.28-29，埼玉）

３．○高田真映，木綿隆弘，小松信義，喜多哲義，木村繁男，リンク機構による可変ピッチ角直線翼垂直軸風車の性能特性（翼形の影響），日本機械学会　北陸信越支部　第４４期総会・講演会講演論文集

４．○山田達郎，木綿隆弘，小松信義，喜多哲義，木村繁男，リンク機構による可変ピッチ角直線翼垂直軸風車の性能特性（揺動による損失）， 日本機械学会北陸信越支部第３６回学生員卒業研究発表講演会講演論文集，No.916，pp.269-270，石川，(2007.3.7)

５．木綿隆弘，○山田達郎，小松信義，喜多哲義，木村繁男，自己揺動翼式可変ピッチ角機構を持つH型ダリウス風車の性能特性， 日本風工学会誌・日本風工学会論文集，平成19年度年次研究発表会梗概集，Vol.32 No.2(No.111)，pp.257-258，福岡，(2007.5.31-6.1)

６．Kiwata,T., Takata,S., ○Yamada, T., Komatsu,N., Kita,T., Kimura,S., M.Elkhouy, Performance of a Vertical-Axis Wind Turbine with variable-pitch straight blades, Proc. of 18th International Symposium on Transport Phenomena (Daejeon, KOREA), ISTP18-316, pp.1834-1839(CD-ROM), (2007.8).

７．○山田達郎，木綿隆弘，富岡裕之，小松信義，木村繁男，喜多哲義, 尾翼を有した自己揺動翼H型ダリウス風車の性能に関する研究, 第29回30周年記念風力エネルギー利用シンポジウム講演論文集，pp.318-321，東京，（2007.11.28-29）

８．○山田達郎，木綿隆弘，喜多哲義，小松信義，木村繁男，可変ピッチ翼式H型ダリウス風車に関する実験的研究，日本機械学会北陸信越支部第44期総会・講演会講演論文集，No.087-1，pp.153-154，福井，（2008.3.8）