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風力発電はなぜ３枚羽根？
最近は風力発電の羽根車をしばしば見かけます。判で押したように必ず３枚羽根です。しかもゆっくりゆっくり回っています。あんなにゆっくり回るならば３枚羽根を ６枚羽根にすればトルクが２倍になりそうです。 発電量も２倍になりそうですが何故３枚羽根なのでしょうか？考えられるのは前の羽根の渦がのこり思ったほどトルクが出ないことです。所があの様にゆっくり回っているならば渦などもすっかり流されて悪影響も受けそうも有りません。零戦のプロペラとは違います。
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質問者が選んだベストアンサー
まず、１つは羽根の枚数が少ない方が発電効率はいいという事があります。 http://www.e-kaze.biz/shikumi.html などを参照してみてください。 質問者さんの考えられるように、羽根の枚数が多いほうが起動トルクは大きくなります。 しかしながら、仮に風力の１００％を発電できる風車があったとすると、風車の真後ろの風速は０になってしまい、発電効率がよすぎると、風をせき止めてしまうことになってしまいます。 そのため、起動トルクが大きい事が必ずしもいいことではないというのがお分かりいただけるかと思います。 むしろ、発電の場合はトルクよりも回転速度が重要になります。 そのため、風車などの動力として用いるものにはトルクの大きい羽根の枚数が多いものが使われます。 また、３枚羽根は、安定性が高く、振動が発生しにくいために一般的に主流になっています。
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回すエネルギーの小さい場合には、少ない羽根枚数が吉でよろしいんじゃないですか？ 飛行機のプロペラなら、回すエンジンが非力な小型飛行機では羽根枚数の少ないものを使う。 風の回すプロペラなら、弱い風圧でも回るために羽根枚数の少ないプロペラを使う。 枚数の多いプロペラは、推力も大きい代わりに抵抗も大きい。 ２枚にしないのは、どなたかが書いていらっしゃるように、２枚だと停止時にどの位置で止まるか不定だから。 違いますか？
- SortaNerd
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開発初期には色々な枚数で実験したようです。 1枚羽根(カウンターウェイト付)、2枚羽根、3枚羽根…と並んでいる写真を見たことがあります。 で、実験の結果3枚羽根が一番ということになったようです。 素人考えでは私も前の羽の影響など出ないように思えてしまいますがね…。
- N64
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小型なら6枚羽の風車もあります。 西部劇に出てくる風車は12枚ぐらいあります。 飛行機のプロペラは2枚のものもあります。 本当は、円盤が一番安定して回るのですが、 そうも行きません。羽の空力的な効率は、細 くて長いほど、よいので、できるだけ少ない 枚数で、細くて長い羽にしたいのでしょう。 ですから、できれば1枚羽にして、カウンター ウエイトをつけたり、2枚羽というのも、考え られたと、思います。逆に、羽の枚数を増やせ ば、安定性は良くなっても、構造もコストも大 変です。 そんな理由で、3枚が一番いいということにな ったのではないかと、思うのですが、果たして どうでしょう。風車の羽が美しいのは、強度の 許す範囲で、ぎりぎりまで、空力特性を高めよ うと、スーッとのびた、無駄のない形をしている からだと思います。
- sqwe-ir
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３枚プロペラは必ず２枚を下にして１枚が垂直になった状態で物理的に停止します。 風力＋自重復元。 大型の場合、最も効率が高いのではないでしょうか？ （但し、戻ろうとする力もある。）（＾＾；） 一旦回転を始めれば、そのプロペラ先端の重心移動は、正回転のみのプラスエネルギーになると思う。 多分。 全然自信ない。（＾＾；）
- piricara
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あの羽は、風速などによって、傾きが変わりますから、それらの機構による制限もあるかと思います。 羽の枚数を増やすと、重量も増えます。重たいものを回すには、それなりに力が必要になってきますから、重量的な面もあると思います。 台風などのように、強風過ぎても回すことができません。その場合。羽の面積が広いと、支柱の強度ももっと必要になります。 羽の枚数が増えると、回転体のバランス調整も多く必要になりますし、3枚あたりが一番適当な枚数なんじゃないでしょうか。
