(57)【要約】【課題】従来よりも安定的に持続する竜巻を人工的に発生させる。【解決手段】竜巻発生装置は、吸引口（４１）が形成されたガイド面（４０）を一方側に有するガイド部材（４１、４２）と、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において前記吸引口（４１）の周りを回転することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかるように流すフィン（４３）と、前記吸引口（４１ｃ）を通して、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を吸引することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側に竜巻を発生させる吸引ダクト（４１ａ）と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引口（４１ｃ）が形成されたガイド面（４０）を一方側に有するガイド部材（４１、４２）と、
前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において前記吸引口（４１）の周りを回転することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかるように流すフィン（４３）と、
前記吸引口（４１ｃ）を通して、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を吸引することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側に竜巻を発生させる吸引ダクト（４１ａ）と、を備えた竜巻発生装置。
【請求項２】
前記ガイド部材（４１、４２）が前記フィン（４３）と同じ向きに回転することを特徴とする請求項１に記載の竜巻発生装置。
【請求項３】
前記ガイド部材の重心の位置は、前記ガイド部材（４１、４２）の回転軸（Ｓ）にあることを特徴とする請求項１または２に記載の竜巻発生装置。
【請求項４】
前記ガイド部材（４１、４２）の回転数は、２００ｒｐｍより大きいことを特徴とする請求項３に記載の竜巻発生装置。
【請求項５】
前記フィン（４３）の長手方向は、前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかる方向に伸びることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項６】
前記竜巻は、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において、前記吸引ダクト（４１ａ）によって吸い込まれる流体の流れの下流側から上流側に発達していくことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項７】
前記竜巻は、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において、前記吸引ダクト（４１ａ）によって吸い込まれる流体の流れの上流側の端部から流体を吸引することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項８】
前記ガイド面（４０）の面積は、前記吸引口（４１ｃ）の流路断面積の２５倍以上であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項９】
前記吸引口から吸い込まれる流体から力を受けて回転するファンブレード（４５）を備え、
前記フィンは、前記ファンブレードの回転によって発生する力を受けて回転することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項１０】
吸引口（４１）が形成されたガイド面（４０）を一方側に有すると共に、回転することで前記一方側にある流体を前記ガイド面（４０）で引き摺って前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかるように流すガイド部材（４１、４２）と、
前記吸引口（４１ｃ）を通して、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を吸引することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側に竜巻を発生させる吸引ダクト（４１ａ）と、を備えた竜巻発生装置。
【請求項１１】
前記吸引口から吸い込まれる流体から力を受けて回転するファンブレード（４５）を備え、
前記ガイド部材は、前記ファンブレードの回転によって発生する力を受けて回転することを特徴とする請求項１０に記載の竜巻発生装置。
【請求項１２】
前記ガイド（４０）面の前記一方側に地衡流が発生することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【請求項１３】
前記吸引ダクトは、前記ガイド部材（４１、４２）の回転軸（Ｓ）を中心として回転し、または、前記回転軸に対して偏心して回転する、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の竜巻発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竜巻発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工的に竜巻を発生させる装置として、特許文献１に記載のような換気装置が知られている。特許文献１に記載の換気装置は、吸引力を得るための遠心排気筒と、遠心排気筒の下部に連設される円筒とを有する。
【０００３】
遠心排気筒および円筒がモータ軸を中心に回転すると、遠心排気筒内の空気が円周方向へ排出され、遠心排気筒の底板の中心部に形成された開放部より円筒内の空気が遠心排気筒内に吸引される。このとき、円筒内に設けられた板状羽根の回転により、円筒内の空気に回転が与えられる。この結果、円筒の内部及びその下部の空気に渦が形成される。この渦流は下方に引き伸ばされて渦管を形成する力学的な煙突効果で人工竜巻が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９６５１１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／２２１９７６号公報
【特許文献３】特開２００８−３６５７９号公報
【特許文献４】特開平８−２８０６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本願の発明者の検討によれば、特許文献１に記載の装置は、回転する円筒内の粗さを用いて円筒内に旋回流を生成しているに過ぎず、このような装置は、本願発明者の実験によれば、持続しない弱い竜巻しか発生させることができない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、従来よりも安定的に持続する竜巻を人工的に発生させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、吸引口（４１ｃ）が形成されたガイド面（４０）を一方側に有するガイド部材（４１、４２）と、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において前記吸引口（４１）の周りを回転することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかるように流すフィン（４３）と、前記吸引口（４１ｃ）を通して、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を吸引することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側に竜巻を発生させる吸引ダクト（４１ａ）と、を備えた竜巻発生装置である。
【０００８】
このように、ガイド部材の一方側にある流体が、フィンの回転によって、ガイド面に沿って吸引口から遠ざかるように流される。このとき、エントレインメントが発生する。すなわち、吸引口から遠ざかった分の空気を補うように、ガイド面に近付く流れが発生する。その結果、流体が回転系の流体力学におけるテイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流体の流れ場、すなわち、当該回転軸方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。この流れ場が、竜巻の発生、発達、安定化を促進する。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記ガイド部材（４１、４２）が前記フィン（４３）と同じ向きに回転することを特徴とする。このように、ガイド部材がフィンと同じ向きに回転することで、ガイド面に沿って吸引口から遠ざかるように流される流れが強くなる。したがって、エントレインメントがより強化される。その結果、竜巻の安定性が向上する。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記ガイド部材の重心の位置は、前記ガイド部材（４１、４２）の回転軸（Ｓ）にあることを特徴とする。このようになっていることで、ガイド部材の回転時におけるガイド部材の重心の移動量が低減される。したがって、竜巻発生装置の安定的な作動が実現し、ひいては、ガイド部材の回転数を高くすることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、前記ガイド部材（４１、４２）の回転数は、２００ｒｐｍより大きいことを特徴とする。このような高速な回転により、竜巻が更に安定化する。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、前記フィン（４３）の長手方向は、前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかる方向に伸びることを特徴とする。このようにすることで、ガイド部材の一方側にある流体をガイド面に沿って吸引口から遠ざかるように流す効果が高まる。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、前記竜巻は、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において、前記吸引ダクト（４１ａ）によって吸い込まれる流体の流れの下流側から上流側に発達していくことを特徴とする。これにより、安定的に発達する竜巻が実現する。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、前記竜巻は、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側において、前記吸引ダクト（４１ａ）によって吸い込まれる流体の流れの上流側の端部から流体を吸引することを特徴とする。これにより、安定的に発達する竜巻が実現する。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、前記ガイド面（４０）の面積は、前記吸引口（４１ｃ）の流路断面積の２５倍以上であることを特徴とする。このようにすることで、エントレインメントの効果を高くして、竜巻を更に安定化させることができる。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、前記吸引口から吸い込まれる流体から力を受けて回転するファンブレード（４５）を更に備え、前記フィンは、前記ファンブレードの回転によって発生する力を受けて回転することを特徴とする。
【００１７】
このように、吸引する流体から受けた力を利用してフィンを回転させるファンブレードを設けることで、竜巻を発生させるための流体の吸引そのものに加えて、フィンの回転も、流体の吸引によって発生させることができる。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明は、吸引口（４１）が形成されたガイド面（４０）を一方側に有すると共に、回転することで前記一方側にある流体を前記ガイド面（４０）で引き摺って前記ガイド面（４０）に沿って前記吸引口（４１ｃ）から遠ざかるように流すガイド部材（４１、４２）と、前記吸引口（４１ｃ）を通して、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側にある流体を吸引することで、前記ガイド部材（４１、４２）の前記一方側に竜巻を発生させる吸引ダクト（４１ａ）と、を備えた竜巻発生装置である。
【００１９】
このように、ガイド部材の一方側にある流体が、ガイド面に引き摺られてガイド面に沿って吸引口から遠ざかるように流される。このとき、エントレインメントが発生する。すなわち、吸引口から遠ざかった分の空気を補うように、ガイド面に近付く流れが発生する。その結果、流体が回転系の流体力学におけるテイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流体の流れ場、すなわち、当該回転軸方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。この流れ場が、竜巻の発生、発達、安定化を促進する。
【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、前記吸引口から吸い込まれる流体から力を受けて回転するファンブレード（４５）を更に備え、前記ガイド部材は、前記ファンブレードの回転によって発生する力を受けて回転することを特徴とする。
【００２１】
このように、吸引する流体から受けた力を利用してガイド部材を回転させるファンブレードを設けることで、竜巻を発生させるための流体の吸引そのものに加えて、ガイド部材の回転も、流体の吸引によって発生させることができる。
【００２２】
また、請求項１２に記載の発明は、前記ガイド（４０）面の前記一方側に地衡流が発生することを特徴とする。このような地衡流の存在により、竜巻の発生、発達、安定化が促進される。
【００２３】
また、請求項１３に記載の発明は、前記吸引ダクトは、前記ガイド部材（４１、４２）の回転軸（Ｓ）を中心として回転し、または、前記回転軸に対して偏心して回転することを特徴とする。
【００２４】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】竜巻発生システム１の構成図である。
【図２】駆動部および回転部の正面図である。
【図３】回転軸を含み回転軸に平行な断面で駆動部および回転部を切った断面図である。
【図４】回転部の斜視図である。
【図５】回転部の底面図である。
【図６】回転部の回転によって発生する竜巻等を示す図である。
【図７】第２実施形態における回転部の回転によって発生する竜巻等を示す図である。
【図８】第３実施形態における回転部の底面図である。
【図９】第４実施形態における回転部の底面図である。
【図１０】第５実施形態における回転部の底面図である。
【図１１】第６実施形態における回転部の底面図である。
【図１２】第７実施形態における回転部の底面図である。
【図１３】第８実施形態における回転部の底面図である。
【図１４】第９実施形態における回転部の底面図である。
【図１５】第１０実施形態において回転軸を含み回転軸に平行な断面で駆動部および回転部を切った断面図である。
【図１６】第１１実施形態において回転軸を含み回転軸に平行な断面で駆動部および回転部を切った断面図である。
【図１７】実験例の条件を示す表１である。
【図１８】実験例の条件を示す表２である。
【図１９】実験例の条件を示す表３である。
【図２０】実験例の条件を示す表４である。
【図２１】ケース１−１における空気流れを示す写真である。
【図２２】ケース１−２における空気流れを示す写真である。
【図２３】ケース１−３における空気流れを示す写真である。
【図２４】ケース１−４における空気流れを示す写真である。
【図２５】ケース１−５における空気流れを示す写真である。
【図２６】ケース１−６における空気流れを示す写真である。
【図２７】ケース１−７における空気流れを示す写真である。
【図２８】ケース１−８における空気流れを示す写真である。
【図２９】ケース２−１における空気流れを示す写真である。
【図３０】ケース２−２における空気流れを示す写真である。
【図３１】ケース２−３における空気流れを示す写真である。
【図３２】ケース２−３における空気流れを示す写真である。
【図３３】ケース２−４における空気流れを示す写真である。
【図３４】ケース２−５における空気流れを示す写真である。
【図３５】ケース２−６における空気流れを示す写真である。
【図３６】ケース３−１における空気流れを示す写真である。
【図３７】ケース３−２における空気流れを示す写真である。
【図３８】ケース３−３における空気流れを示す写真である。
【図３９】ケース３−４における空気流れを示す写真である。
【図４０】ケース３−５における空気流れを示す写真である。
【図４１】ケース３−６における空気流れを示す写真である。
【図４２】ケース３−７における空気流れを示す写真である。
【図４３】ケース３−８における空気流れを示す写真である。
【図４４】ケース３−９における空気流れを示す写真である。
【図４５】ケース３−１０における空気流れを示す写真である。
【図４６】ケース３−１１における空気流れを示す写真である。
【図４７】ケース４−１における空気流れを示す写真である。
【図４８】ケース４−２における空気流れを示す写真である。
【図４９】ケース４−３における空気流れを示す写真である。
【図５０】ケース４−４における空気流れを示す写真である。
【図５１】ケース４−５における空気流れを示す写真である。
【図５２】タフトの正面図である。
【図５３】タフトをガイド面近くに配置している状態の写真である。
【図５４】図５３の状態におけるタフトの糸の姿勢を示す図である。
【図５５】タフトをガイド面と床面から等距離の位置に配置している状態の写真である。
【図５６】図５５の状態におけるタフトの糸の姿勢を示す図である。
【図５７】タフトを床面近くに配置している状態の写真である。
【図５８】図５７の状態におけるタフトの糸の姿勢を示す図である。
【図５９】Ｎ＝１５０ｒｐｍ、フィンなしの場合の速度分布を示す図である。
【図６０】Ｎ＝１５０ｒｐｍ、フィンありの場合の速度分布を示す図である。
【図６１】Ｎ＝２００ｒｐｍ、フィンなしの場合の速度分布を示す図である。
【図６２】Ｎ＝２００ｒｐｍ、フィンありの場合の速度分布を示す図である。
【図６３】Ｎ＝２５０ｒｐｍ、フィンなしの場合の速度分布を示す図である。
【図６４】Ｎ＝２５０ｒｐｍ、フィンありの場合の速度分布を示す図である。
【図６５】Ｎ＝３００ｒｐｍ、フィンなしの場合の速度分布を示す図である。
【図６６】Ｎ＝３００ｒｐｍ、フィンありの場合の速度分布を示す図である。
【図６７】スワール数ＳＤおよびスケール比Ｈ／ｄに対するＶθｍａｘ／Ｖａｘの依存性を示すグラフである。
【図６８】回転部の回転によって発生する竜巻等を示す図である。
【図６９】第１１実施形態における駆動部、回転部の斜視図である。
【図７０】回転軸Ｓを含む断面で駆動部、回転部を切った断面図である。
【図７１】回転部の平面図である。
【図７２】回転部の斜視図である。
【図７３】第１１実施形態における空気流れを示す写真である。
【図７４】第１１実施形態における実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る竜巻発生システム１は、吸引装置１１、遠心分離機１２、配管１３、エアフロメータ１４、および竜巻発生装置１５を有している。
【００２７】
吸引装置１１は、遠心分離機１２を介して流体である空気を吸入する装置である。遠心分離機１２は、吸入した空気中の粉塵を空気から分離する装置である。遠心分離機１２における空気の排出側端が吸引装置１１に接続され、空気の吸入側端部が配管１３に接続される。配管１３は、空気を通す流路を形成する管であり、その一端が遠心分離機１２に接続され、他端が竜巻発生装置１５に接続される。エアフロメータ１４は、配管１３を流れる空気の流量を測定および表示する装置である。
【００２８】
竜巻発生装置１５は、フレーム５１、固定ダクト５２、駆動部５３、回転部５４を有している。フレーム５１は、地上に設置されて台座として機能する。固定ダクト５２は、空気を通す流路を形成する管であり、フレーム５１に固定されている。固定ダクト５２の一端は、配管１３の竜巻発生装置１５側端部に接続されている。固定ダクト５２の他端は、駆動部５３に接続されている。
【００２９】
図２、図３に示すように、駆動部５３は、ボディ３１、ステー３２、円筒歯車３３、ベアリング３４を有している。ボディ３１は、フレーム５１に固定されると共に、内部に空気の流路３１ａが形成される部材である。この流路３１ａは、一端において固定ダクト５２の駆動部５３側端内の流路に連通し、他端は、円筒歯車３３内の流路に連通する。ステー３２は、ボディ３１の下側端に固定される略円筒形状の部材である。
【００３０】
円筒歯車３３は、ボディ３１とステー３２の間に配置される、円筒形状の部材である。円筒歯車３３は、外周に外歯が形成されていることで、歯車として機能する。この外歯は、伝達歯車３６と噛み合う。また、円筒歯車３３の内部は、空気の流路３３ａとなる。流路３３ａの一端は、ボディ３１の流路３１ａに連通し、他端はダクト部材４１に連通する。
【００３１】
ベアリング３４は、ボールベアリングである。ベアリング３４は、ステー３２のボディ３１側端に保持されると共に、円筒歯車３３をステー３２に対して回転可能に支持する。
【００３２】
モータ３５は、ボディ３１に固定されて、不図示の電源より電力供給を受けて、その出力軸から回転力を出力する電気モータである。モータ３５の出力軸は、伝達歯車３６の回転中心に固定されている。
【００３３】
伝達歯車３６は、外歯を有する平歯車である。伝達歯車３６の外歯は、円筒歯車３３の外歯と噛み合う。伝達歯車３６は、モータ３５の出力軸から回転力が伝達されることで回転し、円筒歯車３３との噛み合いを介して当該回転力を円筒歯車３３に伝達する。これにより、モータ３５が発生した回転力により、円筒歯車３３がその中心軸を回転軸Ｓとして回転する。
【００３４】
回転部５４は、ダクト部材４１、カバー部材４２、および複数枚のフィン４３を有している。ダクト部材４１は、吸引ダクト４１ａおよび内側円盤部４１ｂを有し、全体として一体に形成されている。
【００３５】
吸引ダクト４１ａは、回転軸Ｓを中心軸として回転軸Ｓ方向に真っ直ぐ伸びる直管である。吸引ダクト４１ａの一端側（すなわち上端側）には、円筒歯車３３の下端が圧入固定されている。したがって、吸引ダクト４１ａは、円筒歯車３３と一体に回転する。それと共に、円筒歯車３３内の流路３３ａと吸引ダクト４１ａ内の流路４１０とが連通する。吸引ダクト４１ａの他端側（すなわち下端側）には、内側円盤部４１ｂが接続されている。
【００３６】
内側円盤部４１ｂは、中心に円形の吸引口４１ｃが形成された円盤形状の板である。吸引ダクト４１ａの下端部は、内側円盤部４１ｂの吸引口４１ｃを囲む部分の上側面に接続されている。したがって、吸引ダクト４１ａ内の流路４１０は吸引口４１ｃに連通する。
【００３７】
カバー部材４２は、内側円盤部４１ｂに固定される板部材であり、内側円盤部４１ｂを上から覆っている。カバー部材４２は、固定部４２ａおよび外側円盤部４２ｂを有している。固定部４２ａは、中心部には穴が空けられた部材である。この穴には、吸引ダクト４１ａが挿通されている。固定部４２ａは、内側円盤部４１ｂに対して回転軸Ｓ方向に重なっており、内側円盤部４１ｂの上側の面に、例えばボルトにより、固定されている。
【００３８】
外側円盤部４２ｂは、固定部４２ａと一体に形成された板部材であり、その内周端は内側円盤部４１ｂの外周端と、全周において接触している。また、外側円盤部４２ｂの外周端は、円形となっている。
【００３９】
内側円盤部４１ｂの一方側（すなわち下側）の面４１１と、外側円盤部４２ｂの当該一方側の面４２１とは、段差なく滑らかかつ面一に、回転軸Ｓに対して垂直に交差するように形成されている。つまり、面４１１、４１２は、１つの平らな円形の底面であるガイド面４０を形成する。ダクト部材４１とカバー部材４２とが、全体としてガイド部材に対応する。
【００４０】
ガイド面４０の半径は、吸引口４１ｃの半径の５倍以上かつ１０倍以下となっていてもよい。すなわち、ガイド面４０の面積は、吸引口４１ｃの流路断面積の２５倍以上かつ１００倍以下となっていてもよい。また、ガイド面４０の半径は、吸引口４１ｃの半径の１０倍より大きくてもよい。すなわち、ガイド面４０の面積は吸引口４１ｃの流路断面積の１００倍より大きくてもよい。このようにすることで、エントレインメントの効果を高くして、竜巻を更に安定化させることができる。
【００４１】
複数枚のフィン４３の各々は、図２、図３、図４、図５に示すように、ガイド面４０に対して直角に交差する細長い板である。このようにすることで、ガイド面４０の下側にある流体をガイド面４０に沿って吸引口４１ｃから遠ざかるように流す効果が高まる。複数枚のフィン４３の枚数は６であるが、６以外であってもよい。
【００４２】
各フィン４３は、面４１１と面４２１の両方に対して固定される。また、各フィンは、面４１１と面４２１に対して回転軸Ｓの方向に重なっている。また、各フィン４３は、ガイド面４０に沿って、回転軸Ｓから遠ざかる方向に真っ直ぐ伸びている。より具体的には、複数枚のフィン４３は、回転軸Ｓを中心として放射状に配置されている。すなわち、各フィン４３の長手方向は、回転軸Ｓを中心とする径方向に伸びている。このようにすることで、ガイド面４０の下方側にある流体をガイド面４０に沿って吸引口４１ｃから遠ざかるように流す効果が高まる。また、各フィン４３の長手方向の長さは、ガイド面４０の外縁の半径の１／２より長い。
【００４３】
このような構成により、円筒歯車３３、吸引ダクト４１ａ、内側円盤部４１ｂ、固定部４２ａ、外側円盤部４２ｂ、および複数枚のフィン４３は、伝達歯車３６を介してモータ３５の回転力が伝達されることで、回転軸Ｓを中心として一体に剛体回転する。
【００４４】
また、上記のような構成の竜巻発生システム１において、内側円盤部４１ｂに形成された吸引口４１ｃ、吸引ダクト４１ａ内の流路４１０、円筒歯車３３内の流路３３ａ、ボディ３１内の流路３１ａが、この順に互いに連通する。そして、流路３１ａは、固定ダクト５２内の流路、配管１３内の流路、遠心分離機１２内の流路にも連通する。
【００４５】
次に、上記のような構成の竜巻発生システム１の作動について、図６、図６８を用いて説明する。竜巻発生システム１の使用時には、モータ３５および吸引装置１１が始動する。これにより、上述の通り、円筒歯車３３、吸引ダクト４１ａ、内側円盤部４１ｂ、固定部４２ａ、外側円盤部４２ｂ、および複数枚のフィン４３が、回転軸Ｓを中心として一体に同期して同じ方向に角速度ωで回転する。それと共に、吸引口４１ｃから空気が流量Ｑで吸い込まれる。
【００４６】
これにより、ガイド面４０上において、境界層９１が、回転軸Ｓから遠ざかる方向に発達していく。より具体的には、回転軸Ｓを中心とする半径ｒ方向に円盤境界層流れが発達する。この境界層９１は、ガイド面４０の回転に引き摺られることで吸引口４１ｃの周りを旋回しながら、ガイド面４０に沿ってガイドされて吸引口４１ｃから遠ざかるように流れる空気流６１の層である。図６８においては、境界層における空気の流速の半径ｒ方向成分Ｖｒのｚ方向位置に対する依存性を表すグラフ９２が、複数の半径ｒの位置において示されている。ここで、ｚ方向は、回転軸Ｓに平行な方向である。
【００４７】
境界層９１の発達と同時に、ガイド面４０と同じ方向に回転する複数枚のフィン４３の作用により、吸引口４１ｃの周りを回転しながら吸引口４１ｃから遠ざかるように空気が流される。すなわち、ガイド面４０付近の境界層９１がより大きく発達する。
【００４８】
この結果、境界層において空気が回転軸Ｓを中心とする径方向外側に、かつ回転軸Ｓに交差する方向（例えば垂直な方向）に、排出される。これにより、ガイド面４０の外縁から更に径方向外側まで、空気が排出される。
【００４９】
このとき、エントレインメントが発生する。すなわち、図６、図６８に示すように、排出された分の空気を補うように、境界層の下方の空間において、ガイド面４０に近付いて、ガイド面４０の中心部に流れ込む緩い上昇流６２が発生する。この上昇流６２の流速のｚ方向成分は、Ｖｅである。
【００５０】
このような上昇流６２があることに加え、ガイド面４０および複数枚のフィン４３が回転していることで、ガイド面４０の下方の空間が、回転系の流体力学に支配されるようになる。具体的には、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った空気の流れ場、すなわち、回転軸Ｓ方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。
【００５１】
この流れ場においては、図６８に示すように、空気流の周方向成分Ｖθは、回転軸Ｓからある程度の半径までの領域である中心部において、半径ｒに比例して増大する。すなわち、剛体回転的に振る舞う。そして、この中心部のエントレインメント速度が下方まで伝達する。
【００５２】
換言すれば、地衡流に相当する流れ場、すなわち、圧力勾配と回転座標系におけるコリオリ力とが釣り合った流れ場が、ガイド面４０の下側、より具体的にはガイド面４０から床面６６の間に、発生する。この回転座標系は、回転部５４に固定されて回転する座標系である。
【００５３】
また、吸引装置１１が作動することにより、ガイド面４０の下側の空気が、矢印６３のように吸引口４１ｃに吸い込まれる。そして、吸い込まれた空気は、矢印６４に示すように、吸引口４１ｃから、吸引ダクト４１ａ、円筒歯車３３、流路３１ａ、固定ダクト５２、配管１３、遠心分離機１２を通って、吸引装置１１に吸い込まれる。
【００５４】
上述のように、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流れ場が存在する状況において、さらにこのような吸い込みによる流れが存在することで、上昇流６２が強化される。その結果、図６に示すように、強い竜巻６５が発生し、発達し、安定して持続する。このように、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流れ場が、竜巻６５の発生、発達、安定化を促進する。具体的には、地衡流に相当する流れ場があるので、竜巻６５の形状が、回転軸Ｓ方向にあまり変化しない。すなわち、吸引口４１ｃから遠い場所において竜巻６５が拡散して弱まってしまうことを抑制できる。
【００５５】
なお、竜巻６５は、吸引ダクト４１ａによって吸い込まれる空気の流れの下流側から上流側に発達していく。より具体的には吸引口４１ｃまたはその近傍から、吸引口４１ｃに対して空気の流れの上流側に向けて、竜巻６５が発達していく。また、回転部５４の回転数と竜巻６５の渦の回転数とは、ほぼ同じになる。
【００５６】
この際、竜巻６５は、吸引ダクトによって吸い込まれる流体の流れの上流側の端部（すなわち先端部）から主に空気を吸引し、その側面からはあまり吸引しない。よって、竜巻発生装置１５は、指向性のある吸引を行える。この指向性のある吸引は、空中に存在する気体および浮遊物を効率的に吸引する遠隔吸引を、可能にする。また、この指向性のある吸引は、図６のように、床面６６に置かれた物体も吸引する。床面６６に竜巻６５が到達するからである。
【００５７】
また、回転部５４の回転中心である回転軸Ｓは、吸引口４１ｃを貫く。このようになっていることで、回転部５４の回転時における回転部５４の重心の移動量が低減される。すなわち、回転部５４のぶれが抑制される。したがって、竜巻発生装置１５の安定的な作動が実現し、ひいては、回転部５４の回転数を高くすることができる。
【００５８】
より詳しくは、吸引ダクト４１ａの中心軸と回転軸Ｓとが一致する。また、吸引ダクト４１ａの重心、内側円盤部４１ｂの重心、カバー部材４２の重心のいずれもが、回転軸Ｓと一致する。また、回転部５４全体の重心も、回転軸Ｓと一致する。これにより、回転部５４のぶれの抑制効果が高まる。したがって、回転部５４の回転数をより高くすることができる。
【００５９】
また、各フィン４３の長手方向の長さがガイド面４０の外縁の半径の１／２より長い。したがって、空気を吸引口４１ｃから遠ざかる方向に送る効果が高い。また、ガイド面４０の半径は、吸引口４１ｃの半径の５倍以上となっている。これにより、エントレインメントの効果を高くして、竜巻を更に安定化させることができる。また、また、ガイド面４０の半径は、吸引口４１ｃの半径の１０倍以下であれば、ある程度コンパクトに竜巻発生システム１を作成することができる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の竜巻発生システム１に対して、複数枚のフィン４３のすべてを除去したものである。それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６１】
本実施形態の竜巻発生システム１の作動は、以下の通りである。竜巻発生システム１の使用時には、モータ３５および吸引装置１１が始動する。これにより、上述の通り、円筒歯車３３、吸引ダクト４１ａ、内側円盤部４１ｂ、固定部４２ａ、外側円盤部４２ｂが、回転軸Ｓを中心として一体に剛体回転する。
【００６２】
これにより、ガイド面４０上において、境界層が回転軸Ｓから遠ざかる方向に発達していく。この境界層は、ガイド面４０の回転に引き摺られることで吸引口４１ｃの周りを旋回しながら、ガイド面４０に沿ってガイドされて吸引口４１ｃから遠ざかるように流れる空気流６１の層である。
【００６３】
この結果、境界層において空気が回転軸Ｓを中心とする径方向外側に排出される。このとき、エントレインメントが発生する。すなわち、図７に示すように、排出された分の空気を補うように、境界層の下方の空間において、ガイド面４０に近付いて、ガイド面４０の中心部に流れ込む緩い上昇流６２が発生する。
【００６４】
このような上昇流６２があることに加え、ガイド面４０が回転していることで、ガイド面４０の下方の空間が、回転系の流体力学に支配されるようになる。具体的には、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った空気の流れ場、すなわち、回転軸Ｓ方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。
【００６５】
また、吸引装置１１が作動することにより、ガイド面４０の下側の空気が、矢印６３のように吸引口４１ｃに吸い込まれる。そして、吸い込まれた空気は、矢印６４に示すように、フレーム５１ｃから、吸引ダクト４１ａ、円筒歯車３３、流路３１ａ、固定ダクト５２、配管１３、遠心分離機１２を通って、吸引装置１１に吸い込まれる。
【００６６】
上述のように、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流れ場が存在する状況において、さらにこのような吸い込みによる流れが存在することで、上昇流６２が強化される。その結果、図７に示すように、強い竜巻６５が発生し、発達し、安定して持続する。このように、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流れ場が、竜巻６５の発生、発達、安定化を促進する。換言すれば、地衡流に相当する流れが発生する。
【００６７】
なお、竜巻６５は、吸引ダクト４１ａによって吸い込まれる空気の流れの下流側から上流側に発達していく。より具体的には吸引口４１ｃまたはその近傍から、吸引口４１ｃに対して空気の流れの上流側に向けて、竜巻６５が発達していく。また、回転部５４の回転数と竜巻６５の渦の回転数とは、ほぼ同じになる。
【００６８】
この際、竜巻６５は、吸引ダクトによって吸い込まれる流体の流れの上流側の端部（すなわち先端部）から主に空気を吸引し、その側面からはあまり吸引しない。よって、竜巻発生装置１５は、指向性のある吸引を行える。この指向性のある吸引は、空中に存在する気体および浮遊物を効率的に吸引する遠隔吸引を、可能にする。また、この指向性のある吸引は、図７のように、床面６６に置かれた物体も吸引する。床面６６に竜巻６５が到達するからである。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００６９】
（第３実施形態）
次に第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長さが変更されたものである。具体的には、図８に示すように、各フィン４３の長手方向の長さがガイド面４０の外縁の半径の１／２より短い。
【００７０】
また、各複数枚のフィン４３の長手方向における回転軸Ｓ側の端部から回転軸Ｓまでの最短距離と、当該端部からガイド面４０の外縁までの最短距離を比較すると、前者の方が短い。すなわち、複数枚のフィン４３は、ガイド面４０の内周側に偏って配置されている。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７１】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００７２】
（第４実施形態）
次に第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長さが変更されたものである。具体的には、図９に示すように、各フィン４３の長手方向の長さがガイド面４０の外縁の半径の１／２より短い。
【００７３】
また、各複数枚のフィン４３の長手方向における回転軸Ｓ側の端部から回転軸Ｓまでの最短距離と、当該端部からガイド面４０の外縁までの最短距離を比較すると、後者の方が短い。すなわち、複数枚のフィン４３は、ガイド面４０の外周側に偏って配置されている。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７４】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。なお、第３実施形態と比較した場合、本実施形態の方が、ガイド面４０に沿って流れる空気を外周側に排出する効果が高いので、竜巻の安定により高く寄与する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００７５】
（第５実施形態）
次に第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長手方向の延伸方向が変更されたものである。具体的には、図１０に示すように、各フィン４３の長手方向は、それが回転軸Ｓに垂直な面に投影された場合、回転軸Ｓを中心とする径方向に対して所定角度αだけ傾いて、真っ直ぐ伸びている。
【００７６】
所定角度αは、回転部５４の回転方向Ｒを正方向とすると、０°より小さく−９０°よりも大きい角度である。例えば、図１０においては、当該所定角度αは−１５°である。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７７】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００７８】
（第６実施形態）
次に第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長手方向の延伸方向が変更されたものである。具体的には、図１１に示すように、各フィン４３の長手方向は、それが回転軸Ｓに垂直な面に投影された場合、回転軸Ｓを中心とする径方向に対して所定角度βだけ傾いて、真っ直ぐ伸びている。
【００７９】
所定角度βは、回転部５４の回転方向Ｒを正方向とすると、０°より大きく９０°よりも小さい角度である。例えば、図１１においては、当該所定角度βは１５°である。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８０】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００８１】
（第７実施形態）
次に第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長手方向の延伸方向が変更されたものである。具体的には、図１２に示すように、各フィン４３の長手方向は、それが回転軸Ｓに垂直な面に投影された場合、回転軸Ｓを中心とする径方向に対する角度θが、回転軸Ｓから遠ざかるにつれて変化する。
【００８２】
具体的には、回転部５４の回転方向Ｒを正方向とすると、角度θは、０°より小さく−９０°よりも大きい範囲で、回転軸Ｓから遠ざかるにつれて、減少する。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８３】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００８４】
（第８実施形態）
次に第８実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の長手方向の延伸方向が変更されたものである。具体的には、図１３に示すように、各フィン４３の長手方向は、それが回転軸Ｓに垂直な面に投影された場合、回転軸Ｓを中心とする径方向に対する角度φが、回転軸Ｓから遠ざかるにつれて変化する。
【００８５】
具体的には、回転部５４の回転方向Ｒを正方向とすると、角度θは、０°より大きく９０°よりも小さい範囲で、回転軸Ｓから遠ざかるにつれて、増大する。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８６】
このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００８７】
（第９実施形態）
次に第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、複数枚のフィン４３の形状が変更されたものである。具体的には、図１４に示すように、各フィン４３は、回転軸Ｓ方向に伸びる略円柱の形状を有する。その他の複数枚のフィン４３の構成は、第１実施形態と同じである。このようになっていても、第１実施形態と同様の原理により、竜巻が安定して発生する。その他、第１実施形態と同等の構成からは、第１実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００８８】
（第１０実施形態）
次に第１０実施形態について、図１５を用いて説明する。本実施形態は、第１〜第９実施形態の各々に対して、カバー部材４２の構成が変更されたものである。具体的には、カバー部材４２は、第１〜第９実施形態の固定部４２ａ、外側円盤部４２ｂに加え、スカート部材４２ｃを有している。
【００８９】
スカート部材４２ｃは、外側円盤部４２ｂの外縁に固定される。円環形状の部材である。スカート部材４２ｃの底面４２ｄは、回転軸Ｓを中心とする全周において、ガイド面４０と滑らかに接続する。当該下側の底面４２ｄを回転軸Ｓに垂直な断面で切って得られた切断線の回転軸Ｓ方向の位置は、回転軸Ｓから遠ざかるほど下方にずれている。また、この切断線の接線は、回転軸Ｓから遠ざかるほど、回転軸Ｓと成す鋭角の角度が小さくなっていく。また、底面４２ｄの外縁における切断線の接線は、回転軸Ｓと平行であってもよい。
【００９０】
また、底面４２ｄの外縁における切断線の接線は、下方に行くほど回転軸Ｓから遠ざかるようになっていてもよい。つまり、底面４２ｄの外縁は、下方に対して開くような形状になっていてもよい。
【００９１】
このスカート部材４２ｃは、外側円盤部４２ｂと一体的に同期して同じ方向に回転する。底面４２ｄは、回転軸Ｓに関して軸対称である。
【００９２】
以下、本実施形態の竜巻発生システム１の作動について、第１〜第９実施形態との違いの部分を中心に説明する。第１〜第９実施形態と同様、モータ３５および吸引装置１１が始動すると、スカート部材４２ｃを含む回転部５４全体および円筒歯車３３が、回転軸Ｓを中心として一体に同期して同じ方向に回転する。
【００９３】
これにより、回転するガイド面４０の引き摺り作用および（あれば）回転する複数枚のフィン４３の作用によって、第１〜第９実施形態と同等の空気流６１から成る境界層が生成される。ただし、本実施形態では、空気流６１は、ガイド面４０の外縁を超えてスカート部材４２ｃの底面４２ｄに至ると、底面４２ｄの形状に沿って下方に向きを変え、そのまま下方に排出される。
【００９４】
このようになっていても、空気流６１が排出されるので、第１〜第９実施形態と同様、ガイド面４０上において、当該境界層が、回転軸Ｓから遠ざかる方向に発達していく。したがって、これに起因してエントレインメントが発生し、更に、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った空気の流れ場、すなわち、回転軸Ｓ方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。そして、そのような状況において、空気が吸引口４１ｃから吸引ダクト４１ａに吸い込まれることで、強い竜巻６５が発生し、発達し、安定して持続する。これは、第１〜第９実施形態と同様である。その他、第１〜第９実施形態と同等の構成からは、当該実施形態と同等の効果がもたらされる。
【００９５】
なお、吸引口４１ｃから底面４２ｄの外縁までの回転軸Ｓに沿った位置の差（すなわち高低差）は、ガイド面４０の半径よりも小さい。したがって、後述する空気流６１が回転軸Ｓを中心とする径方向外側に排出され易いので、エントレインメントが発生する。
【００９６】
（第１１実施形態）
次に第１１実施形態について、図１６を用いて説明する。本実施形態は、第１〜第１０実施形態の各々に対して、吸引ダクト４１ａの形状が変更されている。具体的には、吸引ダクト４１ａが直管形状となっておらず、曲がっている。
【００９７】
その結果、吸引ダクト４１ａの円筒歯車３３側部分の中心軸は回転軸Ｓと一致するが、吸引ダクト４１ａのカバー部材４２側部分の中心軸Ｓｘは、円筒歯車３３側部分の中心軸は回転軸Ｓに対してずれている。したがって、吸引口４１ｃの中心も、回転軸Ｓに対してずれている。つまり、吸引ダクト４１ａおよび吸引口４１ｃが、回転軸Ｓに対して偏心している。その他の構成は、第１〜第１０実施形態と同様である。なお、回転軸Ｓは中心軸Ｓｘと平行であってもよいし、平行でなくてもよい。
【００９８】
なお、図１６では複数枚のフィン４３が表されているが、本実施形態が第２実施形態に対する変更である場合は、回転部５４は複数枚のフィン４３を有さない。また、図１６ではスカート部材が表されていないが、本実施形態が第１０実施形態に対する変更である場合は、カバー部材４２はスカート部材４２ｃを有している。
【００９９】
以下、本実施形態の竜巻発生システム１の作動について、第１〜第１０実施形態との違いの部分を中心に説明する。第１〜第１０実施形態と同様、モータ３５および吸引装置１１が始動すると、スカート部材４２ｃを含む回転部５４全体および円筒歯車３３が、回転軸Ｓを中心として一体に同期して同じ方向に回転する。これにより、回転するガイド面４０の引き摺り作用および（あれば）回転する複数枚のフィン４３の作用によって、第１〜第１０実施形態と同等の空気流６１から成る境界層が生成される。そして、ガイド面４０上において、当該境界層が、回転軸Ｓから遠ざかる方向に発達していく。したがって、これに起因してエントレインメントが発生し、更に、テイラー・プラウドマンの定理に概ね従った空気の流れ場、すなわち、回転軸Ｓ方向に概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。そして、そのような状況において、空気が吸引口４１ｃから吸引ダクト４１ａに吸い込まれることで、強い竜巻６５が発生し、発達し、安定して持続する。これは、第１〜第１０実施形態と同様である。
【０１００】
それに加え、本実施形態では、吸引口４１ｃの中心が回転軸Ｓからずれているので、回転部５４が回転することにより、吸引口４１ｃが回転軸Ｓ周りに公転する。より具体的には、吸引口４１ｃの中心が、回転軸Ｓを中心に円運動する。吸引口４１ｃの公転半径は、吸引口４１ｃの水力直径の１／２より短くてもよいし、長くてもよい。
【０１０１】
吸引口４１ｃの公転半径が吸引口４１ｃの水力直径の１／２より長い場合、吸引口４１ｃのうち最も回転軸Ｓに近い部分の公転による軌跡の内側の静圧が、大気圧に比べて低くなる。これにより、当該軌跡の外側にある竜巻６５が、当該軌跡の内側に引っ張られる。その結果、竜巻６５が更に安定して長時間持続することができる。
【０１０２】
逆に、吸引口４１ｃの公転半径が吸引口４１ｃの水力直径の１／２より短い場合、回転軸Ｓの近傍領域（具体的には、吸引口４１ｃの中心の軌跡よりも内側の領域）の静圧が大気圧に比べて低くなる。これにより、当該軌跡の外側にある竜巻６５が、当該近傍領域に引っ張られる。その結果、竜巻６５が従来よりも安定して長時間持続することができる。
【０１０３】
以上の通り、吸引口４１ｃの公転運動により、竜巻６５の安定度が増し、竜巻６５の吸引力が向上する。その他、第１〜第１０実施形態と同等の構成からは、当該実施形態と同等の効果がもたらされる。
【０１０４】
（実験例）
以下に、上記実施形態に対応する竜巻発生装置１５の実験結果を複数挙げる。図１７、図１８、図１９、図２０は、実験結果を列挙した表である。図１７が表１を、図１８が表２を、図１９が表３を、図２０が表４に対応する。
【０１０５】
これらの表において、Ｄ［ｍｍ］はガイド面４０の直径を示し、ｄ［ｍｍ］は吸引口４１ｃの直径を示す（図３参照）。また、Ｎ［ｒｐｍ］は回転部５４の回転数を示す。また、Ｈ［ｍｍ］は領域高さを示す（図２参照）。領域高さとは、回転軸Ｓに沿った床面６６から吸引口４１ｃまでの高さである。
【０１０６】
また、Ｒ［ｍｍ］は、吸引口４１ｃの公転半径を示す。吸引口４１ｃの中心軸が回転軸Ｓと一致する場合、すなわち、吸引口４１ｃが公転しない場合は、Ｒはゼロとなる。Ｑ［ｍ３／ｈ］は吸引口４１ｃから吸い込まれる空気の流量、すなわち吸引流量を示す。吸引流量Ｑは、エアフロメータ１４で計測される。フィン数は、複数枚のフィン４３の数を示す。フィン配置は、複数枚のフィン４３の形状および配置が該当する図面番号を示す。フィンサイズは、複数枚のフィン４３の各々の高さ×縦長さ×厚さを示している。高さは、対象のフィンの回転軸Ｓ方向の長さである。縦長さは、対象のフィンの長手方向の長さである。厚さは、対象のフィンの厚み方向の長さである。なお、表１〜表４のいずれにおいても、スカート部材４２ｃは設けられていない。
【０１０７】
まず、表１の例について説明する。ケース１−１〜１−８において、回転部５４および観察領域６７（図１参照）における空気の流れを撮影したものが、それぞれ、図２１〜図２８である。観察領域６７は、および回転部５４のガイド面４０側の空間である。空気の流れを可視化するために、ドライアイスミストが観察領域６７中に散布されている。
【０１０８】
表１のすべてのケースにおいて、ｄ＝３２ｍｍであり、Ｒ＝０ｍｍである。また、ケース１−３〜ケース１−８では、フィンのサイズは１９×１２５×２［ｍｍ３］であり、フィン配置は、図５に該当する。
【０１０９】
表１のケース１−１、１−３、１−５、１−７は、比較例である。これらのケースでは、吸引流量Ｑがゼロとなっている。すなわち、これらのケースでは、吸引口４１ｃから空気が吸引されない。吸引なしで回転部５４が回転のみを行う条件では、図２１、図２３、図２５、図２７に示すように、フィンの有無にかかわらず、芯のある竜巻は発生しない。
【０１１０】
一方、ケース１−２、１−４、１−６、１−８では、図２２、図２４、図２６、図２８に示すように、芯のある安定した竜巻が安定的に発生する。表１の実験結果より、吸引の重要性が確認できる。なお、芯とは、床面６６に到達した強い竜巻６５が床面６６上に漂うドライアイスミストを直接吸引する事によって竜巻６５の２次元的渦構造が可視化されたものである。
【０１１１】
次に、表２の例について説明する。ケース２−１〜２−６において、表１の実験と同じ形態で回転部５４および観察領域６７（図１参照）における空気の流れを撮影したものが、図２９〜図３５である。図２９はケース２−１に対応し、図３０はケース２−２に対応し、図３１、図３２はケース２−３に対応し、図３３はケース２−４に対応し、図３４はケース２−５に対応し、図３５はケース２−６に対応する。
【０１１２】
表２のすべてのケースにおいて、ｄ＝３２ｍｍであり、Ｒ＝０ｍｍである。また、ケース１−３〜ケース１−８では、フィンのサイズは１９×１２５×２［ｍｍ３］であり、フィン配置は、図５に該当する。
【０１１３】
表２では、領域高さＨがケース間で異なっている。領域高さＨが大きくなるほど、竜巻が床面６６に到達し難くなる。実際、ケース２−１〜２−４で芯のある安定した竜巻が発生し、ケース２−５、２−６で芯のある竜巻が発生しない。
【０１１４】
次に、表３の例について説明する。ケース３−１〜３−１１において、表１の実験と同じ形態で回転部５４および観察領域６７（図１参照）における空気の流れを撮影したものが、それぞれ、図３６〜図４６である。表３のすべてのケースにおいて、ｄ＝３２ｍｍであり、Ｒ＝０ｍｍである。
【０１１５】
ケース３−３、３−４、３−６のように、回転軸Ｓから放射状に直線的な複数枚のフィン４３が配置された場合、複数枚のフィン４３の各々の縦長さが長いほど竜巻が発生し易く安定し易い。ただし、これらのケースのいずれにおいても、竜巻が発生し易く安定的である。
【０１１６】
また、ケース３−４とケース３−５とを相互に比較すると、フィンの位置に関する特性がわかる。すなわち、複数枚のフィン４３を回転軸Ｓの近くに（すなわち内周側に）配置するよりも、回転軸Ｓから遠ざけて（すなわち外周側に）配置した方が、竜巻が発生し易く安定し易いことがわかる。ただし、これらのケースのいずれにおいても、竜巻が発生し易く安定的である。
【０１１７】
また、ケース３−６、３−７、３−８を相互に比較すると、複数枚のフィン４３がそれぞれ直線的に伸びている場合、それが回転軸Ｓを中心とする径方向に対して成す鋭角の違いは、竜巻発生のし易さおよび安定性に大きな影響を与えないことがわかる。これらのケースのいずれにおいても、竜巻が発生し易く安定的である。
【０１１８】
また、ケース３−６〜３−１１を相互に比較すると、ケース３−９〜３−１１のような長手方向に曲がった形状のフィンよりも、長手方向に真っ直ぐ伸びる形状のフィンの方が、竜巻の発生容易化および安定化に大きく寄与することがわかる。ただし、これらのケースのいずれにおいても、竜巻が発生し易く安定的である。
【０１１９】
次に、表４の例について説明する。ケース４−１〜４−５において、表１の実験と同じ形態で回転部５４および観察領域６７（図１参照）における空気の流れを撮影したものが、それぞれ、図４７〜図５１である。表３のすべてのケースにおいて、ｄ＝３２ｍｍであり、Ｒ＝０ｍｍであり、フィンのサイズは１９×４８×２［ｍｍ３］であり、フィン配置は、図５に該当する。
【０１２０】
表４の各ケースでは、ガイド面４０の直径Ｄが表１、表２、表３のケースよりも小さい。具体的には、表１、表２、表３においては、Ｄ／ｄが１０から９．４の範囲に入っているが、表４においては、Ｄ／ｄが５である。なお、ケース４−５は比較例である。
【０１２１】
全般的に、回転数Ｎが大きくなるほど竜巻が発生し易くなり、吸引流量Ｑが小さくなるほど竜巻が発生し易くなり、領域高さＨが小さくなるほど竜巻が発生し易くなる。
【０１２２】
ケース４−１においても、安定した竜巻は発生しない。なお、ケース４−１については、他の条件（回転数Ｎ、吸引流量Ｑ、領域高さＨ等）は同じでＤ／ｄを１０程度に増やした場合には、安定した竜巻が発生する。
【０１２３】
これは、ガイド面４０を小さくした場合は、ガイド面４０を大きくした場合に比べて、ガイド面４０の下側の空気に旋回が与えられにくいからと考えられる。ただし、ケース４−２のように、吸引流量Ｑを小さくすることで吸引口４１ｃの下方における上昇流の流速Ｖ１に対する旋回流の流速Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を適切な値に上げれば、安定した竜巻が発生する。ケース４−３では、吸引流量Ｑが少なくなり過ぎて竜巻が発生していない。
【０１２４】
また、ケース４−４では、ケース４−１〜４−３に比べて領域高さＨが２倍になっている。このように、領域高さＨを上げるほど、ガイド面４０および複数枚のフィン４３によって与えられる旋回流が地上面に到達するのが困難になることが分かる。ただし、ケース４−５では、吸引流量Ｑがゼロであるにもかかわらず、エントレイメントによる上昇流と旋回流がバランスし、芯のある竜巻が発生している。なお、ケース４−５以外で芯のある竜巻が発生する例では、竜巻発生装置１５は集塵機として利用可能である。しかし、ケース４−５は、吸引流量Ｑがゼロであるので、集塵機としては使用できない。
【０１２５】
なお、上記表１〜３の例では、回転数Ｎは１００ｒｐｍ以上３６０ｒｐｍ以下となっている。しかし、上記ケース１−２、１−８、２−１〜２−６、３−１、３−５、３−９では、回転数Ｎが２００ｒｐｍ以上となっている。ダクト部材４１とカバー部材４２から成るガイド部材の重心の位置が回転軸Ｓにあり、回転部５４の重心の位置が回転軸Ｓにあることで、回転部５４の回転時におけるガイド部材および回転部５４の重心の移動量が低減される。すなわち、回転部５４の回転時における竜巻発生装置１５の振動が抑制される。したがって、竜巻発生装置１５の安定的な作動が実現し、ひいては、回転部５４の回転数Ｎを、このように高くすることができる。
【０１２６】
なお、重心の位置が回転軸Ｓにあるというのは、当該重心と回転軸Ｓが完全に一致しているだけでなく、実質的に重心の位置が回転軸Ｓにあるとみなせる範囲内で、当該重心の位置が回転軸Ｓから僅かにずれていることも含む概念である。実質的に重心の位置が回転軸Ｓにあるとみなせる範囲としては、当該重心の位置が回転軸Ｓまでの距離が吸引口４１ｃの水力直径の１／１０以下の範囲であってもよい。
【０１２７】
ここで、ケース２−２において、ガイド面４０の近傍に発生する境界層の流れを可視化するために、図５２に示すような、棒７１の先端に全長４０ｍｍの糸７２の一端が取り付けられたタフトが用いられた。
【０１２８】
ケース２−２において、図５３のように、ガイド面４０の僅か下方かつガイド面４０の外縁の僅か外側にタフトが配置された状態で竜巻発生システム１を作動させた。すると、図５４に示すように、糸は回転軸Ｓを中心とする径方向外側に付勢されて姿勢を変える。これにより、ガイド面４０の表面で発生した境界層を形成する空気の流れ６１（図６、図７参照）が、ガイド面４０から回転軸Ｓの径方向外側に排出されていることがわかる。
【０１２９】
また、ケース２−２において、図５５のように、ガイド面４０と床面６６との中間位置かつガイド面４０の外縁の僅か外側にタフトが配置された状態で竜巻発生システム１を作動させた。すると、図５６に示すように、糸は回転軸Ｓを中心とする周方向に付勢されて姿勢を変える。これにより、ガイド面４０からも床面６６からも離れた箇所では、回転軸Ｓを中心とする径方向の空気の流入も流出も少ないことがわかる。
【０１３０】
また、ケース２−２において、図５７のように、床面６６に接してかつガイド面４０の外縁の僅か外側にタフトが配置された状態で竜巻発生システム１を作動させた。すると、図５８に示すように、糸は回転軸Ｓを中心とする径方向内側に付勢されて姿勢を変える。これにより、床面６６付近で回転軸Ｓを中心とする径方向内側に流れ込む空気流が発生していることがわかる。
【０１３１】
次に、図５９〜図６６に、複数枚のフィン４３がある場合とない場合との比較のための実験結果を示す。これらの例では、ｄ＝３２ｍｍ、Ｄ＝３２０ｍｍ、Ｒ＝０ｍｍ、Ｈ＝１６０ｍｍという条件で実験が行われている。
【０１３２】
図５９、図６０が、Ｎ＝１５０ｒｐｍの実験結果で、図６１、図６２が、Ｎ＝２００ｒｐｍの実験結果で、図６３、図６４が、Ｎ＝２５０ｒｐｍの実験結果で、図６５、図６６が、Ｎ＝３００ｒｐｍの実験結果を示す。
【０１３３】
また、図５９、図６１、図６３、図６５では、フィンが無い竜巻発生装置１５が用いられている。また、図６０、図６２、図６４、図６６では、６枚の複数枚のフィン４３を有する竜巻発生装置１５が用いられている。
【０１３４】
これら図５９〜図６６は、観察領域６７における空気の速度の絶対値を濃度で表している。横軸が、回転軸Ｓの位置をゼロとする径方向の位置ｙを表している。縦軸は、ガイド面４０の位置をゼロとする回転軸Ｓ方向の位置ｘを表している。各図中の線は、空気の速度の方向を表している。
【０１３５】
これらの図からわかるように、同じ条件でも、複数枚のフィン４３がある例が、ない例に比べ、速度の強い竜巻部分の太さが大きく、かつ竜巻部分の速度も大きい。つまり、複数枚のフィン４３がある例が、ない例に比べ、より強く安定的な竜巻が発生している。
【０１３６】
次に、図６７に、無次元パラメータであるスワール数ＳＤおよびスケール比Ｈ／ｄに対するＶθｍａｘ／Ｖａｘの依存性について示す。Ｖθｍａｘ／Ｖａｘが大きいほど、竜巻発生システム１による竜巻生成および維持の性能が高い。
【０１３７】
Ｈは上述の通り領域高さであり、ｄは上述の通り吸引口４１ｃの直径である。Ｖθｍａｘは、吸引口４１ｃから吸引流量Ｑで空気が吸い込まれると共に回転部５４が角速度ωで回転するときの、空気の速度の周方向成分の最大値である。ここで、周方向成分とは、回転部５４の回転軸の周りの周方向成分をいう。また、最大値は、観察領域６７全体における最大値をいう。また、Ｖａｘは、吸引口４１ｃにおける空気の平均流速である。また、スワール数ＳＤは、ＳＤ＝ω×Ｄ２／（４×Ｖａｘ×ｄ）で定義される量であって、旋回流の強さを表す無次元数である。Ｄは上述の通りガイド面４０の直径である。なお、図６７に示した実験では、別の無次元数であるレイノルズ数Ｒｅは、３．０×１０４以上５．２×１０４以下の範囲となっている。
【０１３８】
図６７に示すように、横軸をスワール数ＳＤ、縦軸をＶθｍａｘ／Ｖａｘとするグラフ上において、スケール比Ｈ／ｄ毎に異なる曲線上に実験結果がプロットされる。このグラフにおいては、スワール数ＳＤがある値になるまでは、スワール数ＳＤの増加と共にＶθｍａｘ／Ｖａｘが増加し、スワール数ＳＤが当該値より大きくなると、スワール数ＳＤの増加と共にＶθｍａｘ／Ｖａｘが減少する。このグラフにより、スワール数ＳＤとスケール比Ｈ／ｄのみで、旋回流の代表速度を評価可能である。これにより、竜巻発生性能が高くなるようなスワール数ＳＤの範囲がわかる。
【０１３９】
（第１２実施形態）
次に第１２実施形態について、図６９〜図７４を用いて説明する。本実施形態の竜巻発生システム１は、第１実施形態の竜巻発生システム１に対して、駆動部５３および回転部５４の構成を変更したものである。
【０１４０】
駆動部５３は、図６９、図７０、図７１、図７２に示すように、通風部３０、ベアリング３７、および４つの固定部３８を有する。なお、本実施形態の駆動部５３は、電動モータも伝達歯車も有していない。
【０１４１】
回転部５４は、ダクト部材４１と、複数枚のフィン４３と、ガイド部材である円板４４と、複数枚のファンブレード４５と、リング４６と、を有している。複数枚のファンブレード４５とリング４６が、１つの軸流ファンを構成する。
【０１４２】
まず駆動部５３の構成要素について説明する。通風部３０は、筒形状の部材であり、一端が固定ダクト５２に連通し、他端がダクト部材４１に連通している。固定部３８の各々は、通風部３０と一体に形成され、フレーム５１に対してボルト締結等によって固定される。この固定によって、通風部３０の位置が固定的に決まる。
【０１４３】
このように構成された駆動部５３は、吸引装置１１の吸引力によって吸引口４１ｃから通風部３０に空気を吸い込んで複数枚のファンブレード４５に当該空気を当てることで、回転部５４を駆動する。
【０１４４】
ベアリング３７は、ボールベアリングである。ベアリング３７は、通風部３０の他端（すなわち回転部５４側の端部）の内周に保持されると共に、ダクト部材４１を駆動部５３に対して回転可能に支持する。
【０１４５】
次に回転部５４の構成要素について説明する。ダクト部材４１は、通風部３０のダクト部材４１側端部と同軸の筒形状の部材である。円板４４は、中央部に円形の吸引口４１ｃが形成された円形の板である。円板４４の通風部３０とは反対側の面が、ガイド面４０となる。吸引口４１ｃは、ガイド面４０の表裏に貫通している。ダクト部材４１と円板４４は一体に形成されており、ダクト部材４１は吸引口４１ｃに連通している。
【０１４６】
複数枚のフィン４３は、円板４４のガイド面４０に固定されている。複数枚のフィン４３の形状およびガイド面４０への取り付け形態は、第１実施形態と同じである。なお、複数枚のフィン４３については、第３〜第１４実施形態のものを採用してもよい。
【０１４７】
複数枚のファンブレード４５は、ダクト部材４１の内部において互いに周方向位置をずらして配置された板形状の部材である。各ファンブレード４５は放射状に伸びて外周端でダクト部材４１の内周壁に固定的に接続されている。また、各ファンブレード４５の内終端はリング４６に固定的に接続されている。
【０１４８】
各ファンブレード４５は、吸引口４１ｃから通風部３０に流れる空気を受けると、回転部５４の回転軸Ｓを中心とする同じ周方向（例えば、図７１における反時計回り方向）に回転するよう、取り付け角度が設定されている。リング４６は、中央部分に、回転軸Ｓの一方側から他方側に貫通した孔が形成されている。この孔を空気が通ることができる。
【０１４９】
次に、上記のような構成の竜巻発生システム１の作動について説明する。竜巻発生システム１の使用時には、吸引装置１１が始動する。これにより、ガイド面４０の駆動部５３とは反対側の空間の空気が、吸引口４１ｃ、ダクト部材４１、通風部３０、固定ダクト５２、配管１３、遠心分離機１２を通って、吸引装置１１に吸い込まれる。
【０１５０】
このとき、ダクト部材４１内にある複数枚のファンブレード４５は、ダクト部材４１を通る空気から力を受けて、回転軸Ｓの周りを同じ周方向に回転する。これにより、回転部５４全体が一体的に回転する。より具体的には、回転部５４のうちダクト部材４１、複数枚のフィン４３、円板４４、リング４６は、複数枚のファンブレード４５の回転によって発生する力を受けて、複数枚のファンブレード４５と同期して、回転軸Ｓを中心として回転する。吸引装置１１が空気を吸い込んで回転部５４が回転することによって竜巻が発生するメカニズムは、第１実施形態と同じである。
【０１５１】
図７３に、本実施形態の１つの実験における回転部５４および観察領域における空気の流れを撮影した写真を示す。この写真における実験条件は、複数枚のフィン４３の回転数Ｎ＝１７００ｒｐｍ、領域高さＨ＝２００ｍｍ、吸引口４１ｃの直径ｄ＝３２ｍｍ、円板４４の直径Ｄ＝１００ｍｍ、設定吸込流量Ｑ＝１００ｍ３／ｈ、実吸込流量ＱＲ＝８０ｍ３／ｈである。図７３に示されている通り、渦芯を確認可能な、発達した竜巻状旋回流が発生している。
【０１５２】
なお、設定吸引流量Ｑとは、吸引装置１１で設定した目標の流量であるが、空気流で回転部５４を回転させることによる圧力損失によって、実際に配管１３を流れる実吸込流量ＱＲは、設定吸引流量Ｑよりも２０％程度低下した。
【０１５３】
本実施形態について行った複数の実験結果を、図７４に示す。図７４の横軸は実吸込流量ＱＲであり、縦軸は回転数Ｎである。この実験において、領域高さＨ、吸引口４１ｃの直径ｄ、円板４４の直径Ｄは、図７３の実験と同じである。図７４からわかるように、実吸込流量ＱＲの増加に伴って、回転数Ｎが増加する。これは、吸引される空気から力を受けて複数のファンブレード４５が回転するからである。
【０１５４】
このように、吸引する空気から受けた力を利用して複数枚のフィン４３を回転させるファンブレード４５を設けることで、竜巻を発生させるための空気の吸引そのものに加えて、複数枚のフィン４３の回転も、流体の吸引によって発生させることができる。すなわち、竜巻発生システム１が自励回転円盤機構を有する。
【０１５５】
そして、本実施形態では、回転部５４を駆動する電動モータが廃されているため、駆動部５３の体格および重量を低減することができる。また、電動モータの出力で回転部５４を回転させる場合に比べ、高い回転数Ｎを得ることができる。
【０１５６】
なお、第１実施形態に対する第２実施形態のような変更が、本実施形態に対して適用されてもよい。すなわち、本実施形態において、すべての複数枚のフィン４３が廃されてもよい。その場合、吸引する空気から受けた力を利用して円板４４を回転させるファンブレード４５を設けられていることで、竜巻を発生させるための空気の吸引そのものに加えて、円板４４の回転も、流体の吸引によって発生させることができる。
【０１５７】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、センサから車両の外部環境情報（例えば車外の湿度）を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例および均等範囲の変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
【０１５８】
（変形例１）
上記実施形態の竜巻発生装置１５は、実験用途に用いられるが、竜巻発生装置１５の用途は、このようなものに限られない。例えば、竜巻発生装置１５は、掃除機として用いられてもよい。この場合、竜巻発生装置１５は、吸引口４１ｃから概ね回転軸Ｓに沿って伸びる竜巻の先端にあるゴミや埃を、竜巻の気流によって吸い取って吸引口４１ｃおよび吸引ダクト４１ａまで吸引する。この場合、竜巻発生装置１５と吸引装置１１とは一体に形成され、ユーザが持ち運び可能となっていてもよい。
【０１５９】
また例えば、竜巻発生装置１５は、換気装置として用いられてもよい。この場合、竜巻発生装置１５は、吸引口４１ｃから概ね回転軸Ｓに沿って伸びる竜巻の先端にある部分に限定された空気を、竜巻の気流によって吸い取って吸引口４１ｃおよび吸引ダクト４１ａまで吸引する。つまり、この換気装置は、局所的な換気装置である。
【０１６０】
（変形例２）
上記実施形態では、内側円盤部４１ｂ、外側円盤部４２ｂは回転している。しかし、必ずしもこのようになっておらずともよい。例えば、吸引ダクト４１ａと内側円盤部４１ｂとは別体に形成され、内側円盤部４１ｂ、カバー部材４２は回転しなくてもよい。その場合は、複数枚のフィン４３は吸引ダクト４１ａに固定される。この場合、吸引ダクト４１ａと共に複数枚のフィン４３が回転するだけでも、安定的に竜巻が発生する。
【０１６１】
具体的には、ガイド面４０の下方側にある空気が、複数枚のフィン４３の回転によって、ガイド面４０に沿って吸引口４１ｃから遠ざかるように流される。このとき、エントレインメントが発生する。すなわち、吸引口４１ｃから遠ざかった分の空気を補うように、ガイド面４０に近付く流れが発生する。その結果、空気が回転系の流体力学におけるテイラー・プラウドマンの定理に概ね従った流体の流れ場、すなわち、当該回転軸Ｓに概ね一様な、すなわち概ね２次元的な、流れ場が形成される。この流れ場が、竜巻の発生、発達、安定化を促進する。
【０１６２】
（変形例３）
なお、上記実施形態において、表２を用いて、領域高さＨの影響について説明しているが、表２の実験結果は、竜巻発生装置１５の構成要素として床面６６が必須であることを意味しているわけではない。例えば、床面６６を有していないとしても、竜巻発生装置１５が持ち運び可能であれば、ユーザが竜巻発生装置１５の吸引口４１ｃを目的の壁に必要な距離まで近づければ、安定した竜巻が発生し得る。
【０１６３】
（変形例４）
上記実施形態では、ガイド面４０は円形であるが、必ずしも円形でなくてもよい。例えば、楕円形であってもよいし、四角形であってもよい。
【０１６４】
（変形例５）
上記実施形態では、ガイド面４０は平面であるが、必ずしも平面でなくてもよい。例えば、ガイド面４０は滑らかに湾曲していてもよい。
【０１６５】
（変形例６）
上記実施形態において、吸引ダクト４１ａはガイド面４０よりも下方側に短く突出していてもよい。
【０１６６】
（変形例７）
竜巻発生装置１５は、竜巻が吸引口４１ｃの下方に発生するように配置されているが、竜巻が吸引口４１ｃの上方または横方向に発生するように配置されていてもよい。
【０１６７】
（変形例８）
上記実施形態では、竜巻発生装置１５は空気の竜巻を発生させているが、空気以外の流体の竜巻を発生させてもよい。例えば、空気以外の気体の竜巻を発生させてもよいし、水等の液体の竜巻を発生させてもよい。
【０１６８】
（変形例９）
上記実施形態では、フィンの数は３枚、６枚が例示されているが、フィンの数は１枚でもよいし、２枚でもよいし、７枚以上であってもよい。
【０１６９】
（変形例１０）
竜巻発生装置１５は、ゼロより大きい吸引流量Ｑで竜巻を発生させるモードと、上述のケース４−５のように吸引流量Ｑをゼロとして竜巻を発生させるモードとを切り替えることが可能であってもよい。
【符号の説明】
【０１７０】
１…竜巻発生システム、１１…吸引装置、１２…遠心分離機、１３…配管、１４…エアフロメータ、１５…竜巻発生装置、３１…ボディ、３２…ステー、３３…円筒歯車、３４…ベアリング、３５…モータ、３６…伝達歯車、４０…ガイド面、４１…ダクト部材、４１ａ…吸引ダクト、４１ｂ…内側円盤部、４１ｃ…吸引口、４２…カバー部材、４２ａ…固定部、４２ｂ…外側円盤部、４２ｃ…スカート部材、４３…フィン、５１…フレーム、５２…固定ダクト、５３…駆動部、５４…回転部、６５…竜巻、６６…床面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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