(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（１２）の外周に沿って放射状に相互に独立して突設された複数の羽根（１３）を有する動翼（６）を風胴（５）内で回転駆動させ、該風胴（５）内に導入された空気（Ａ）を機体（３）の上方及び左右両側方へ高速気流（Ｓ）として吹き出して液体（Ｅ）を散布するスピードスプレーヤ（１）であって、前記各羽根（１３）が、前記動翼（６）の回転方向前方（Ｆ）へ傾斜せしめて形成され、前記各羽根（１３）の先端部（１５）における回転方向前端角（θ）が鋭角に形成され、前記各羽根（１３）が、前記ハブ（１２）側の基端部（１６）から前記先端部（１５）へ近づくにつれて幅広に形成されるとともに、前記各羽根（１３）の前記基端部（１６）が前記先端部（１５）より二倍程度肉厚に形成され、さらに、前記動翼（６）の回転平面上で前記各羽根（１３）の前記先端部（１５）の回転方向前端部（１５ｆ）を通る先端部前側半径線（Ｒｏｆ）と、前記動翼（６）の回転平面上で前記各羽根（１３）の前記基端部（１６）の回転方向前端部（１６ｆ）を通る基端部前側半径線（Ｒｉｆ）と、の間の角度（βｆ）と、前記動翼（６）の回転平面上で前記各羽根（１３）の前記先端部（１５）の回転方向後端部（１５ｒ）を通る先端部後側半径線（Ｒｏｒ）と、前記動翼（６）の回転平面上で前記各羽根（１３）の前記基端部（１６）の回転方向後端部（１６ｒ）を通る基端部後側半径線（Ｒｉｒ）と、の間の角度（βｒ）とが、ほぼ同一とされている、スピードスプレーヤ。
【請求項２】
前記動翼（６）の回転方向に対する前記各羽根（１３）の取り付け角（α）が、前記基端部（１６）から前記先端部（１５）に近づくにつれて徐々に小さくなっている、請求項１に記載のスピードスプレーヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果樹園等において効率的に液体散布を行うためのスピードスプレーヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記スピードスプレーヤは、ハブの外周に沿って放射状に相互に独立して突設された複数の羽根を有する動翼を風胴内で回転駆動させ、該風胴内に導入された空気を機体の上方及び左右両側方へ高速気流として吹き出して、移動しながら液体を散布する装置であり、果樹園等の屋外で効率的に薬液等の散布を行うのに適する散布機である。前記スピードスプレーヤの前記動翼は、直径が６５０ｍｍ以上もあり、一般の送風装置に使用される軸流ファンよりもはるかに径が大きい。このため、特に、２，０００ｒ／ｍｉｎ以上もの高速回転時には大きな騒音を発生し、散布作業現場周辺の住宅等に騒音公害を及ぼす場合がある。
【０００３】
そこで、前記動翼の回転によって生ずる騒音を可及的に低減し得るスピードスプレーヤとして、前記各羽根を、その先端部側が回転方向後方へ偏倚して湾曲する形状としたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この文献によれば、さらに、前記スピードスプレーヤの好ましい構成として、
（１）前記羽根の先端部の回転方向前端縁のコーナー部の角度を鈍角に形成し、前記羽根の先端部の回転方向後端縁のコーナー部の角度を鋭角に形成すること、
（２）前記羽根の断面形状を、前記羽根の回転方向前端側が肉厚で、回転方向後端側が肉薄の流線形に形成すること、
（３）前記動翼の回転方向に対する前記羽根の傾斜角を、前記ハブに取り付けられる基部側から先端側へ向けて徐々に浅くなるように設定すること、
（４）前記羽根を、前記基部側から前記先端側にかけて略同幅に形成し、かつ回転方向後端側を徐々に肉薄に形成すること、
等が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−９３９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記文献に記載のものとは別の構成を採用することにより、送風効率が良好で、且つ、動翼の回転時の騒音を一層低減し得るスピードスプレーヤを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係るスピードスプレーヤは、ハブの外周に沿って放射状に相互に独立して突設された複数の羽根を有する動翼を風胴内で回転駆動させ、該風胴内に導入された空気を機体の上方及び左右両側方へ高速気流として吹き出して液体を散布するスピードスプレーヤであって、前記各羽根が、前記動翼の回転方向前方へ傾斜せしめて形成され、前記各羽根の先端部における回転方向前端角が鋭角に形成され、前記各羽根が、前記ハブ側の基端部から前記先端部へ近づくにつれて幅広に形成されるとともに、前記各羽根の前記基端部が前記先端部より二倍程度肉厚に形成され、さらに、前記動翼の回転平面上で前記各羽根の前記先端部の回転方向前端部を通る先端部前側半径線と、前記動翼の回転平面上で前記各羽根の前記基端部の回転方向前端部を通る基端部前側半径線と、の間の角度と、前記動翼の回転平面上で前記各羽根の前記先端部の回転方向後端部を通る先端部後側半径線と、前記動翼の回転平面上で前記各羽根の前記基端部の回転方向後端部を通る基端部後側半径線と、の間の角度とが、ほぼ同一とされたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、前記動翼が回転すると、前記各羽根が、前記先端部側からより少ない抵抗で滑らかに空気中に切り込んで行くことになり、しかも、最も速い周速で空気中に切り込んでいく前記回転方向前端部が鋭角とされているので、回転時の流体抵抗がより一層低減せしめられる。よって、チップクリアランスを極小として翼効率を上げることができるとともに、前記動翼の回転時の騒音も低減せしめることができる。また、前記各羽根を、前記基端部から前記先端部へ近づくにつれて幅広に形成することで前記鋭角が形成し易く、前記各羽根の前記基端部を前記先端部より二倍程度肉厚に形成することで、前記基端部を前記先端部より幅狭とすることにより減少する前記基端部の強度が十分に補充されるので、好適である。
【０００８】
好適な実施の一形態として、前記動翼の回転方向に対する前記各羽根の取り付け角が、前記基端部から前記先端部に近づくにつれて徐々に小さくなっているものとすることもできる（請求項２）。ここで、前記取り付け角とは、前記動翼の回転平面と、前記各羽根の翼弦と、の間の角度を言う。このようにすれば、周速度の異なる前記基端部側から前記先端部側まで均一に風を導入することができ、したがって送風効率が良好となることに加えて、周速度の大きい前記先端部側での風切り音を低減せしめることができて、一層好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の一形態に係るスピードスプレーヤの要部左側面図、図２は、図１のスピードスプレーヤにおける動翼をその後方から見た背面図、図３は、図２の動翼の一部の斜視図である。
【００１１】
図１において、本実施の形態に係るスピードスプレーヤ１は、果樹園等において防除液等を効率的に散布するのに適する移動式の散布機であり、散布液タンク２を搭載した移動自在な機体（走行車両）３の後部に、大風量（例えば、６００ｍ３／ｍｉｎ）の送風機４を備えている。該送風機４は、前記機体３の前後方向に沿って延びる、内径７００ｍｍ程度の風胴５と、該風胴５内に回転自在に配設されて前記機体３の後方の空気Ａを前記風胴５内に吸入する軸流式の、翼長１８５ｍｍ程度の動翼６と、該動翼６の送風方向前方に配設された整流用の固定翼（静翼）７と、該固定翼７の送風方向前方に配設されて該固定翼７を通過した気流を前記機体３の上方及び左右両側方へと放射状に案内する案内筒８と、を備えている。前記動翼６は、前記機体３のＰＴＯ軸（回転駆動軸）９に連結され、前記機体３の図示しない走行用内燃エンジン等を原動機として回転駆動される。
【００１２】
前記案内筒８の外周の吐風口１０に沿って、多数の噴霧ノズル１１が放射状に配設されている。該多数の噴霧ノズル１１から噴霧された散布液Ｅは、前記吐風口１０から放射状に吹き出す高速気流Ｓに乗って、前記機体３の上方及び左右両側方へと遠くまで放射状に拡散する。よって、前記機体３を果樹園で走行させながら、樹木に対して効率的に薬液等の散布液を散布することができる。
【００１３】
本実施の形態に係る前記スピードスプレーヤ１は、前記動翼６の構成に特徴を有している。該動翼６は、図２及び図３に示すように、円筒状のハブ１２と、該ハブ１２の外周に沿って放射状に相互に独立して突設された複数（本実施の形態では１０枚）の羽根１３と、を備えている。前記ハブ１２には、前記動翼６を前記ＰＴＯ軸９に取着するためのボス部１４が内向きフランジ状に一体形成されている。
【００１４】
前記動翼６において、前記各羽根１３は、互いに同一形状を有し、前記ハブ１２に対して同一の態様で等間隔に配設されている。
【００１５】
前記各羽根１３は、前記動翼６の回転方向前方Ｆへ傾斜（前傾）せしめて形成されている。すなわち、図２には、前記動翼６を前記機体３の後方から回転軸線Ｘ方向に沿って投影した前記動翼６の平面投影形状が示されているが、同図に示すように、前記各羽根１３の先端部１５が、前記各羽根１３の前記ハブ１２に固着された基端部１６に対して、前記動翼６の回転方向前方Ｆへ所定角度だけ偏倚して位置している。
【００１６】
本実施の形態では、図２に示した平面投影状態において、前記各羽根１３の前記基端部１６の回転方向前端部１６ｆを通る半径線を基端部前側半径線Ｒｉｆとし、前記各羽根１３の前記基端部１６の前記回転方向前端部１６ｆと、前記先端部１５の回転方向前端部１５ｆと、を結ぶ直線を前傾線Ｄとすると、前記基端部前側半径線Ｒｉｆと前記前傾線Ｄとの間の角度は、例えば、１５°前後の大きさとされている。
【００１７】
このため、前記動翼６が回転すると、前記各羽根１３の前記先端部１５の前記回転方向前端部１５ｆから前記基端部１６の前記回転方向前端部１６ｆへと滑らかに延びる回転方向前縁部１３ｆが、前記先端部１５側から順に空気中に切り込んで行くように作用する。
【００１８】
また、前記各羽根１３は、前記先端部１５における回転方向前端角θが鋭角（例えば、７２度程度）に形成されている。このため、前記各羽根１３の前記先端部１５における前記回転方向前端部１５ｆが、より少ない抵抗で鋭く空気中に切り込んでいくことができる。よって、流体抵抗を少なくして翼効率を上げることができるとともに、前記動翼の回転時の騒音も低減せしめることができる。
【００１９】
前記各羽根１３は、前記基端部１６から前記先端部１５へ近づくにつれて徐々に幅広となるように形成されている。このため、前記回転方向前端角θを鋭角にせしめることが容易となる。ここで、前記羽根１３の幅Ｗとは、前記羽根１３を回転方向に沿って切断した時の切断面において、前記羽根１３の回転方向前縁部ｆと回転方向後縁部ｒとの間の間隔（翼弦長）を言う。すなわち、図２には、前記羽根１３の前記基端部１６、中間部１７及び前記先端部１５における回転方向に沿った切断面をそれぞれ示してあるが、これらを参照すると明らかなように、前記各羽根１３は、基端部幅Ｗｉ（例えば、１００ｍｍ程度）、中間部幅Ｗｍ（例えば、１０７ｍｍ程度）、先端部幅Ｗｏ（例えば、１１５ｍｍ程度）の順で滑らかに幅広となるように形成されている。本実施の形態では、前記各羽根１３の前記基端部幅Ｗｉと前記先端部幅Ｗｏとの比率を、１：１．１５程度としている。
【００２０】
また、本実施の形態では、前記各羽根１３の前記基端部１６を前記先端部１５より肉厚に形成することで、前記基端部１６を前記先端部１５より幅狭とすることにより減少する前記基端部１６の強度を十分に補充している。より詳細には、前記各羽根１３の厚みＴを、前記基端部１６から前記先端部１６に近づくにつれて、徐々に減少せしめている。前記各羽根１３の基端部翼厚Ｔｉ（例えば、１４ｍｍ程度）と先端部翼厚Ｔｏ（例えば、７ｍｍ程度）との比率は、例えば、２：１程度とすることができる。
【００２１】
さらに、前記動翼６においては、その回転方向に対する前記各羽根１３の取り付け角αが、基端部取り付け角αｉ、中間部取り付け角αｍ、先端部取り付け角αｏの順で、前記基端部１６から前記先端部１５に近づくにつれて徐々に小さくなっている。ここで、前記取り付け角αとは、図２に示すように、前記動翼６の回転平面Ｖと、前記各羽根１３の翼弦Ｃと、の間の角度を言う。
【００２２】
一般に、回転翼においては、回転先端部に近い位置ほど周速度が速いので、その位置における風切り音が大きくなり易い。しかし、前記の如く構成すれば、周速度の異なる前記基端部１６側から前記先端部１５側まで均一に風を導入することができ、したがって送風効率が良好となることに加えて、前記先端部１５側での風切り音を低減せしめることができる。また、前記基端部１６が肉厚に形成されているので、該基端部１６における前記取り付け角α（αｉ）を大きく（例えば、６３度程度に）しても、前記基端部１６側における失速が生じにくく、したがって、前記基端部１６側での騒音の発生も抑制できる利点もある。
【００２３】
なお、前記各羽根１３は、図２に三箇所の断面を示したように、回転方向に沿った切断面を前記動翼６の半径線上のどの位置で観察しても、回転方向前端部ｆ側から徐々に肉厚となり、前後端部の中間部よりやや前方位置で最大の肉厚となり、回転方向後端部ｒに近づくにつれて徐々に肉薄となり、回転方向後端部ｒで収束する流線型に形成されている。
【００２４】
本実施の形態に係る前記動翼６は、その他の特徴として、次のような構成を有している。
【００２５】
いま、図２に示した平面投影状態において、前記動翼６の回転平面上で前記各羽根１３の前記基端部１６の前記回転方向前端部１６ｆを通る半径線を前記基端部前側半径線Ｒｉｆ、前記基端部１６の回転方向後端部１６ｒを通る半径線を基端部後側半径線Ｒｉｒ、前記各羽根１３の前記先端部１５の前記回転方向前端部１５ｆを通る半径線を先端部前側半径線Ｒｏｆ、前記先端部１５の回転方向後端部１５ｒを通る半径線を先端部後側半径線Ｒｏｒとする。この場合、図２の例では、前記先端部前側半径線Ｒｏｆが前記基端部前側半径線Ｒｉｆより回転方向前方Ｆに位置し、且つ、前記先端部後側半径線Ｒｏｒも前記基端部後側半径線Ｒｉｒより回転方向前方Ｆに位置している。
【００２６】
しかも、前記先端部前側半径線Ｒｏｆと、前記基端部前側半径線Ｒｉｆと、の間の角度βｆと、前記先端部後側半径線Ｒｏｒと、前記基端部後側半径線Ｒｉｒと、の間の角度βｒとが、ほぼ同一となっている。
【００２７】
さらに、図２に示した平面投影状態において、前記各羽根１３の前記回転方向前縁部１３ｆが、直線に近いけれども回転方向前方Ｆへ向けて僅かに膨出した曲線となっており、前記各羽根１３の前記先端部１５の前記回転方向後端部１５ｒから前記基端部１６の前記回転方向後端部１６ｒへと滑らかに延びる前記回転方向後縁部１３ｒが、直線に近いけれども回転方向後方Ｂへ向けて僅かに膨出した曲線となっている。
【００２８】
さらにまた、前記羽根１３の平面投影時のピッチＰと、前記羽根１３の平面投影時の翼弦長Ｌと、の比率が、前記動翼６の半径上のいずれの地点においてもほぼ一定となっている。
【００２９】
図４には、本実施の形態に係る前記スピードスプレーヤ１と、従来のスピードスプレーヤと、を用いて行った騒音測定試験の結果が示されている。前記従来のスピードスプレーヤとしては、動翼の各羽根が回転方向前方へも後方へも傾斜していないものであって、本実施の形態に係る前記動翼６と同一の送風性能を有するものを使用した。
【００３０】
図４からも明らかように、本実施の形態のものによれば、前記動翼６の回転時における高周波数領域の騒音の抑制効果が大きい。したがって、住宅地の近くに作業現場があるような場合でも、低騒音で散布作業を行い易い利点がある。
【００３１】
また、騒音抑制のために、各羽根を不等ピッチで配設したり、各羽根の形状を変えたりせずに、十分効果を発揮できるので、製造コストも低減できて、好適である。さらに、十分強度を与えられる構成であるので、翼端部に羽根同士を連結する補強バンドを設ける必要がなく、前記風胴５との間のチップクリアランスを極小として、送風性能を一層向上せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の一形態に係るスピードスプレーヤの要部左側面図である。
【図２】図１のスピードスプレーヤにおける動翼をその後方から見た背面図である。
【図３】図２の動翼の一部の斜視図である。
【図４】本実施の形態に係るスピードスプレーヤと、従来のスピードスプレーヤと、を用いて行った騒音測定試験による騒音比較図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    スピードスプレーヤ
３    機体
５    風胴
６    動翼
１２  ハブ
１３  羽根
１５  羽根の先端部
１５ｆ  羽根の先端部の回転方向前端部
１５ｒ  羽根の先端部の回転方向後端部
１６  羽根の基端部
１６ｆ  羽根の基端部の回転方向前端部
１６ｒ  羽根の基端部の回転方向後端部
Ａ    空気
Ｅ    液体
Ｆ    回転方向前方
Ｒｉｆ  基端部前側半径線
Ｒｏｆ  先端部前側半径線
Ｒｉｒ  基端部後側半径線
Ｒｏｒ  先端部後側半径線
Ｓ    高速気流
θ    回転方向前端角
α（αｉ，αｍ，αｏ）    取り付け角
βｆ  先端部前側半径線と基端部前側半径線の間の角度
βｒ  先端部後側半径線と基端部後側半径線の間の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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