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風車(ふうしゃ、かざぐるま)は羽根車に風を受けて回転し、主に原動力を得るための装置。発電・製粉・風速計などに使われる。

「かざぐるま」と読むと、羽根車に柄を付け、風の力で回して遊ぶ玩具も含まれる(風車 (玩具)参照)。

英語ではウィンドミル (windmill) だが、ミル(mill、原義は碾き臼)でわかるとおり、この語は本来は製粉の動力に使われるものを指す。

◆用途

・風力原動機 - 回転のエネルギーを利用する

  ・風力発電

  ・機械的エネルギーをそのまま利用する

    ・製粉用(本来のウィンドミル)

    ・揚水・灌漑用(ウィンドポンプ)

・風速計・流量計

・マニ車

・楽器(インドネシアの民族楽器ピンジャカン)

・回転看板

◆構造

風を受ける翼(羽根、帆などとも)、回転力を伝える回転軸、軸を支え回転せず固定された軸受けが、必須の部品である。

風が強い高所に上げるためのタワー、常に風に向けるための方位制御機構などをそなえることもある。

◆分類

◇水平軸風車と垂直軸風車

・水平軸風車 - 風向きに対し、回転軸が平行な風車。

・垂直軸風車 - 風向きに対し、回転軸が垂直な風車。

風車と聞いて多くの人が思い浮かべるのは水平軸風車だが、風車には垂直軸風車もある。

水平軸風車は、変化する風向きに対し平行であり続けなければならないため、方位制御機構が必要になる。小型の風車では方向舵などで受動的に制御するが、大型の風車では動力を使って能動的に制御することもある。なお、水平軸風車を使った風力計は、方位制御機構を利用し、風向も同時に測定することができる。

垂直軸風車は、通常、回転軸が地面に対し垂直になるよう設置する。そうすれば常に回転軸に対し直角に風が吹くため、方向制御が必要ない。

◇揚力型風車と抗力型風車

・揚力型風車 - 揚力で回転力を得る風車。

・抗力型風車 - 抗力で回転力を得る風車。

風車の翼(帆)は、揚力型風車では飛行機の翼、抗力型風車では帆船の帆とそれぞれ基本原理が同じである。

揚力型風車は高回転・低トルク、抗力型風車は低回転・高トルク。ただし、翼(帆)の枚数を減らせば高回転・低トルク、増やせば低回転・高トルクになる。

◇代表的な形式

・揚力型水平軸風車

  ・プロペラ風車

  ・リボン型風車

・抗力型水平軸風車

  ・セイルウィング風車

  ・オランダ型風車

  ・多翼型風車

  ・かざぐるま型風車

・揚力型垂直軸風車

  ・ダリウス風車 - 翼に働く遠心力が引っ張り応力として働く形状としたもの。翼ピッチは固定。

  ・ジャイロミル風車(Hダリウス風車、直線ダリウス風車)- 直線翼とすることにより可変ピッチを可能とし、微風でも起動しやすくしたもの

・抗力型垂直軸風車

  ・サヴォニウス風車

  ・クロスフロー風車

  ・S型風車

  ・パドル風車(風杯)

◆ 歴史

風車の起源ははっきりしない。紀元前36世紀ごろ、エジプトで灌漑に使われたという記録がある。

1世紀初頭、アレクサンドリアのヘロンは、アネムリオン(風車を動力として風を送るオルガン)を設計した。

ウィンドミル(製粉用風車)は、イスラム社会で誕生したようである。ムスリムの旅行者の記録によると、7世紀 - 9世紀の間のいつかにアフガニスタンのシスタンで建造されたのが最古である。その後、十字軍やモンゴル帝国の遠征により、ヨーロッパと中国に伝えられた。

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