垂直軸風車
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垂直軸風車は、風の流れに対してローターの回転軸が垂直な風車のことです。右の写真は、始動、起動特性を向上させた高ソリディティタイプの直線翼垂直時風車です。風力エネルギー協会会長の関先生が開発された高性能な直線翼垂直軸風車です。 |
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垂直軸風車には、抗力型風車と揚力型風車があります。 |
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より高性能なのは、揚力型風車です。
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垂直軸風車には、ローターに働く抗力を利用して回転力を得る抗力型風車とローターに働く揚力を利用して回転力を得る揚力型風車があります。
抗力型風車には、風盃型風車やサボニウス型風車が、そして、揚力型風車には、直線翼垂直軸風車やダリウス型風車があります。
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抗力型風車
（サボニウス型風車） |
揚力型風車
（直線翼垂直軸風車とダリウス型風車） |
抗力型風車は一般的に起動トルクが大きい反面、周速比の高い領域では風車のエネルギー変換率が高くない特徴があります。一方、揚力型風車は航空機の主翼等に用いられている翼型に働く揚力と抗力との比（揚抗比）は適切な条件下では70〜90にも達することから、この性質を利用した風車です。揚力から風車を駆動しようとするのが揚力型風車です。揚力型風車は高い周速比で大きなトルクが得られ、したがってエネルギー変換率が高いのですが、反面低い周速比でのトルクが小さく起動特性に課題があります。
垂直軸風車は、プロペラ型に代表される水平軸風車に比較して、各方面での研究が十分ではなされていない現状があります。実機でのフィールド実験が極めて重要ですが、最近は、コンピュータによる流体解析(CFD)ににより、多くの垂直軸風車の特性などノウハウを得ることが出来るようになってきています。以下のアニメーションは、CFDにより計算した結果を掲載したもので、ブレード周りやシャフト周辺など風車の内部や周辺の流れの様子が良く分かり、設計に多いに役立っています。
近年のコンピュータ技術の進展により、２次元から３次元へ、そして、静的な解析から動的な解析が可能になってきています。２次元アニメーションとともに、３次元アニメーションを示しました。（右の３次元アニメーションはweb
siteの容量と処理速度から実際に作成した画像サイズ(640×480ピクセル)から大幅に小さくしています。）
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