１　１号風車のブレード

外装用の合板　２０×３５Cm 直径１ｍ　６枚 ひねり角を２０°にして取り付ける。 ブレードの総面積は３６６０ｃ�u

２　３号風車のブレード

３�o厚の塩ビ板 直径１ｍ　４枚 水道用VP管で、ひねり角１５°にして取り付ける ブレードの総面積は３２００ｃ�u

３　５号風車のブレード

２mm.厚のアクリル板 直径１ｍ　６枚 水道用VP管で、ひねり角１５°にして取り付ける ブレードの総面積は３１００ｃ�u

４　８号風車のブレード

１．５mm.厚の塩ビ板　１０×２３Cm　１２枚を直径８０ｃｍ 水道用VP管で、ひねり角１５°にして取り付ける ブレードの総面積は２７６０ｃ�u 補強と性能向上のために、曲面に加工してある

５　局面の加工方法

塩ビ板を熱湯に浸けて柔らかくし、写真のようにポリバケツ（直径３５〜４０Cm）の内側に押し当てて成型します。 斜めに押し当てると、「ねじれ」を付けて、根元と先端の傾きの角度を変えることができる。

６　パイプをカットして作るブレード

直径２１Cm,３mm厚の塩ビ管 （排水用ライト管）	塩ビ管を３又は４等分する	その１枚を斜めに２等分すると、　「ねじれ」のあるブレードができる

７　自作発電機に適したブレードの検討

　　この実験に使ったブレード

	ＮＯ．１　ブレードの長さ　２８Ｃｍ　 　　　　　中心から先端まで ４２Ｃｍ
	ＮＯ．２　ブレードの長さ　３２Ｃｍ 　　　　　中心から先端まで　４６Ｃｍ
	ＮＯ．３　ブレードの長さ　３５Ｃｍ 　　　　　中心から先端まで　４９Ｃｍ
	ＮＯ．４　ブレードの長さ　３８Ｃｍ 　　　　　中心から先端まで　５２Ｃｍ

４ 〜５ｍ／ｓ程度の風の時の各ブレードと回転数、充電電流の測定

　　　（大型扇風機で風を送ったが、風車の場所によって風速がかなり異なる
　　 　ので、風車全体に当たる風速は正確なものではない。）

自作発電機　１号機（６極直列　１００ｒｐｍで全波整流後１２V）の場合

　次のグラフは、Ｎｏ１〜Ｎｏ４のブレード、３枚と６枚のときの回転数と充電電流です。

　無負荷（発電機を接続していないとき）のとき、風車の原則どおり、
直径が小さくて、ブレードの枚数が少ないほど回転数は大きくなっていますが、
発電機を接続したときの充電電流は小さい。
　直径を大きくして、ブレードの枚数を多くすれば、無負荷での回転数は小さいが、
風車が風から受け取るエネルギーは大きくなるので、充電電流は大きくなっている
ことが分かる。

２号機（８極直列　１００ｒｐｍで全波整流後７V）の場合

　風速とブレードの条件は同じでも、この発電機の場合、
１号機に比べて同じ電圧を発生させるための回転数が大きくなるので、
Ｎｏ４のブレード３枚のときが、充電電流は最大になっています。

考　　　察

＊　弱い風（４ｍ／ｓ程度）では、１号機（６極）に、大きなブレードを６枚にしたときが、最も
　　 効率が良くなりました。

＊　２号機（８極）では、弱い風（４ｍ／ｓ程度）の場合、６枚にすると回転数が小さくて、電
　　 圧が不足するようです。

＊　直径約１ｍの風車で、４ｍ／ｓの風から得られるエネルギーは、最大で約１８Ｗです。
　　１号機（６極）に４号ブレードを６枚付けたときの充電電力は　１２×０．４５＝５．４Ｗで、
　　総合効率は、約３０％になります。

＊　弱い風で効率を上げようとするときは、発電機の直流抵抗は多少大きくても、低速の
　　回転で高 い電圧が得られる発電機の方が有利だという結果になりました。
　　もちろん、直流抵抗が小さくて高い電圧の得られる発電機が良いのは当然ですが。

＊　強い風での効率は多少犠牲にしても、４ｍ／ｓ程度の弱い風で効率を良くしようと
　　思えば、ブレードの枚数を多くして、翼面積を大きめにした方が良さそうです。
　　エアロゼン２のブレードの形が納得できます。

＊　自作発電機のようなコアレス方式のノンコキングの発電機は「さすが」という感じです。
　　「なぎ」の時以外はいつ見ても回っています。１ｍ／ｓ弱の風でも回転していて、
　　２ｍ／ｓ程度から電流計が動き出します。

７．発電機とブレードの相性

　　２号機（８極直列）に、３次曲面の高速回転用のブレード（３枚羽根　直径９０Ｃｍ）
　を取り付けて実験していたときに、興味ある現象が見つかりました。

　　風速 ４ｍ／ｓ 程度の時、無負荷時の回転数は ５４０ｒｐｍ
　このときの周速比は、６．３５ になります。

　　この状態でバッテリーに繋ぐと、回転数が急激に落ちて、２０５ｒｐｍになり、充電
　電流は１２０ｍＡでした。上記Ｎｏ４ブレード３枚のときの無負荷時の回転数は
　３７０ｒｐｍ充電時の回転数は２５０ｒｐｍで、充電電流は４００ｍＡ程度でした。
　この発電機に対しては、高速用のブレードよりも低速用のブレードが適しているようです。

　　そこで、高速用のブレードに適した発電機をさぐるために、次のように
　８個直列のコイルのうち１個づつ切り離して７個、６個、５個にしたときの回転数と
　充電電流を測定してみました。

　　この実験では、６極のときで周速比４．１２のときに充電電流が最大になりました。
　このブレードを製作された坂本さんのデータでは、周速比が ４〜４．５あたりが最も
　効率が良いとのことでしたので、今回の実験結果とよく一致しています。

　このブレードに適した発電機としては、２号機のコイルを５個と６個の間の発生電圧
（約 ０．７倍）になる性能のものが良さそうです。

　　２号機は、１００ｒｐｍで直流７Ｖでしたので、１００ｒｐｍで 直流５Ｖ が得られる
　 発電機を目標に、慣性重量を小さくするために、ネオジウム磁石を使った発電機 ３号機を
　　製作してみました。　　３号機の製作過程はこちら