(57)【要約】【課題】羽根車の低い回転速度と大きい風量、または、低い風速と羽根車の大きい回転力を両立させる。【解決手段】羽根車１の回転方向と略直交する面に略Ｕ字形状の開口面１０ａが設けられ、空気流入部４ａの開口面１０ａから羽根車１の回転方向と逆方向に向かうに従い断面積が小さくなるように構成され、空気流出部６ａは略２等辺３角形状で、略２等辺３角形状の底辺１１が羽根車１の回転方向になるように構成されている。これによって、静音化するため、羽根車の回転速度が低くしても、大きい風量が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心軸と略直交する分離面の一方の面に設けられた複数の空気流入部と、前記分離面の他方の面に設けられ前記空気流入部と連通した複数の空気流出部と、を備えることを特徴とする羽根車。
【請求項２】
請求項１に記載の羽根車において、前記空気流入部は羽根車の回転方向と略直交する面に略Ｕ字形状または略半円形状などの開口面が設けられ、前記空気流入部の開口面から羽根車の回転方向と逆方向に向かうに従い断面積が小さくなるように構成され、前記空気流出部は略２等辺３角形状で、略２等辺３角形状の底辺が羽根車の回転方向になるように構成されていることを特徴とする羽根車。
【請求項３】
請求項１に記載の羽根車において、前記空気流入部は略２等辺３角形状で、略２等辺３角形状の底辺が羽根車の回転方向と逆方向になるように構成され、前記空気流出部は羽根車の回転方向と略直交する面に略Ｕ字形状または略半円形状などの開口面が設けられ、前記空気流出部の開口面から羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする羽根車。
【請求項４】
請求項２と３に記載の羽根車において、羽根車の円周方向に隣り合う前記空気流入部は半径方向に略半ピッチ異なる位置になるように構成されていることを特徴とする羽根車。
【請求項５】
請求項１に記載の羽根車において、前記分離面の前記空気流入部は相対する２つの略円弧と相対する２つの略直線で囲まれた形状で、前記空気流入部は羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が小さくなるように構成され、羽根車の回転方向と略直交する面の前記空気流出部の開口面は略Ｕ字形状または略半円形状などに構成されていることを特徴とする羽根車。
【請求項６】
請求項１に記載の羽根車において、羽根車の回転方向と略直交する面の前記空気流入部の開口面は略Ｕ字形状または略半円形状などに構成され、前記分離面の前記空気流出部は相対する２つの略円弧と相対する２つの略直線で囲まれた形状で、前記空気流出部は羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が大きくなるように構成されていることを特徴とする羽根車。
【請求項７】
請求項５と請求項６に記載の羽根車において、羽根車の半径方向に隣り合う前記空気流入部は、回転中心軸に向かうに従い、数が少なくなるように構成されていることを特徴とする羽根車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は送風用羽根車または発電用羽根車に関し、低い回転速度でも風量が大きく、低い風速でも発電可能な羽根車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、送風用羽根車の低騒音化や、低い風速でも発電可能な羽根車が求められている。【０００３】  例えば、特開２０００−１８６６９３号公報では、軸方向に空気取り入れ口を有する羽根車モータにおいて、軸に取り付けられたロータの外周面に、ロータの厚さより高さが大きい羽根を植設し、羽根の上面から空気を吸引するとともにロータ上面を経由し羽根の植設部分上部側面からも空気を吸引するように構成している。この構成によれば、ロータを薄くすることで羽根の空気取り込み面積を広くでき、風量をアップすることが出来る。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８６６９３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、このような構造は、空気を吸引する方向の羽根の寸法が大きくなるため、羽根車の回転軸方向の寸法が大きくなる問題がある。また、発電用の羽根車に適用した場合も同様の問題がある。【０００６】  本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、風量が大きな送風用羽根車でも羽根車の回転軸方向の寸法が小さく、また低コストで、騒音が低く風量性能の高い送風用羽根車や、低い風速でも大きい回転力が発生出来る発電用羽根車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記の課題を解決するために、本発明は、回転中心軸と略直交する分離面の一方の面に設けられた複数の空気流入部と、分離面の他方の面に設けられ空気流入部と連通した複数の空気流出部と、を備えている。【０００８】  また、本発明は、空気流入部が羽根車の回転方向と略直交する面に略Ｕ字形状または略半円形状などの開口面が設けられ、空気流入部の開口面から羽根車の回転方向と逆方向に向かうに従い断面積が小さくなるように構成され、空気流出部は略２等辺３角形状で、略２等辺３角形状の底辺が羽根車の回転方向になるように構成されている。【０００９】  また、本発明は、空気流入部が略２等辺３角形状で、略２等辺３角形状の底辺が羽根車の回転方向と逆方向になるように構成され、空気流出部は羽根車の回転方向と略直交する面に略Ｕ字形状または略半円形状などの開口面が設けられ、空気流出部の開口面から羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が小さくなるように構成されている。【００１０】  また、本発明は、羽根車の円周方向に隣り合う空気流入部が半径方向に略半ピッチ異なる位置になるように構成されている。【００１１】  また、本発明は、分離面の空気流入部が相対する２つの略円弧と相対する２つの略直線で囲まれた形状で、空気流入部は羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が小さくなるように構成され、羽根車の回転方向と略直交する面の空気流出部の開口面は略Ｕ字形状または略半円形状などに構成されている。【００１２】  また、本発明は、羽根車の回転方向と略直交する面の空気流入部の開口面は略Ｕ字形状または略半円形状などに構成され、分離面の空気流出部は相対する２つの略円弧と相対する２つの略直線で囲まれた形状で、空気流出部は羽根車の回転方向に向かうに従い、断面積が大きくなるように構成されている。【００１３】  また、本発明は、羽根車の半径方向に隣り合う空気流入部は、回転中心軸に向かうに従い、数が少なくなるように構成されている。
【発明の効果】
【００１４】  本出願に係る発明のうち、請求項１と請求項２と請求項６に記載の発明は、複数の空気流入部の開口面から流入した空気が、空気流入部で、空気の流れる方向を曲げられて、複数の空気流出部から流出する。複数の空気流入部の開口面の面積が大きくかつ数が多いため、羽根車の回転速度が低い場合でも、複数の空気流出部から多量の空気を流出することが出来る。つまり、複数の空気流出部からの風量を多くすることが出来る。また、羽根車の回転速度を低く出来るため、羽根車の騒音を小さくすることが出来る。【００１５】  また、本出願に係る発明のうち、請求項１と請求項３と請求項５に記載の発明は、複数の空気流入部の開口面から流入した空気が、空気流入部で、空気の流れる方向を曲げられて、複数の空気流出部から流出するため、羽根車は回転する。空気流入部の開口面の面積が大きくかつ数が多いため、風速が低い場合でも、複数の空気流出部から多量の空気を流出することが出来る。つまり、複数の空気流出部からの風量を多くすることが出来る。また、低い風速でも、羽根車を回転させることが出来るため、発電機を電動機として駆動する駆動回路を省略することが出来る。【００１６】  また、本出願に係る発明のうち、請求項４と請求項７に記載の発明は、送風用の羽根車に適用した場合、複数の空気流入部の開口面から空気が流入しやすいため、複数の空気流出部からの風量を多くすることが出来る。また、羽根車の回転速度を低く出来るため、羽根車の騒音を小さくすることが出来る。風力発電用の羽根車に適用した場合、複数の空気流出部の開口面から空気が流出しやすいため、複数の空気流出部からの風量を多くすることが出来る。また、低い風速でも、羽根車を回転させることが出来るため、発電機を電動機として駆動する駆動回路を省略することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る羽根車の正面図である。
【図２】第１の実施形態に係る羽根車のＡ−Ａ矢視の部分断面側面図である。
【図３】第１の実施形態に係る羽根車のＢ矢視の部分断面上面図である。
【図４】第１の実施形態に係る羽根車の裏面図である。
【図５】第２の実施形態に係る羽根車の正面図である。
【図６】第２の実施形態に係る羽根車のＡ−Ａ矢視の部分断面側面図である。
【図７】第２の実施形態に係る羽根車のＢ−Ｂ矢視の直線状に展開した部分上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】  （第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態を、ここでは送風用の軸流羽根車として、図１から図４に基づいて説明する。図１から図４に示すように、羽根車１は一方の面２に空気３が流入する多数の空気流入部４ａと、他方の面５に空気が流出する多数の空気流出部６ａを備えている。羽根車１が、回転軸７を中心に反時計方向に回転している時、空気３の流れは、太い矢印で示しているように流れる。以下の説明では、空気３が流入する一方の面２を「流入面２ａ」、空気３が流出する他方の面５を「流出面５ａ」と言う。
【００２０】  流入面２ａと流出面５ａを分ける分離面８は、分離面８に設けられた円筒９によって回転軸７に固定されている。分離面８に設けられ羽根車１の回転方向と略直交する空気流入部４ａの断面形状は略Ｕ字で、空気３が流入する開口面１０ａを有し、開口面１０ａから羽根車１の回転方向と逆方向に向かうに従い断面積が小さくなる形状をしている。図４に示すように、分離面８に設けられた空気流出部６ａの形状は略２等辺３角形で、２等辺３角形の底辺１１が羽根車１の回転方向に設けられている。
【００２１】  図１、図２に示すように、複数の空気流入部４ａと空気流入部４ａに連通する空気流出部６ａは半径方向に半ピッチずらせて配置されていて、２０度ごとに、複数の空気流入部４ａと空気流出部６ａの半径方向の数は異なっている。この理由は、羽根車１の回転方向の前に配置された空気流入部４ａが、羽根車１の回転方向の後に配置された空気流入部４ａへの空気３の流入を出来るだけ妨げないようにするためである。
【００２２】  流入面２ａの複数の空気流入部４ａの開口面１０ａから流入した空気３は、空気流入部４ａの周囲の壁面１２ａで、空気３の流れる方向を曲げられて、流出面５ａの複数の空気流出部６ａから流出する。複数の空気流入部４ａの開口面１０ａの面積が大きくかつ数が多いため、羽根車１の回転速度が低い場合でも、流出面５ａから多くの空気３の量（風量）を流出することが出来る。羽根車１の回転速度を低く出来るため、羽根車１の騒音を小さくすることも出来る。
【００２３】  図示の例では、複数の空気流入部４ａと対となる空気流出部６ａの半径方向の数は異なっているが、半径の小さい羽根車１では、複数の空気流入部４ａと空気流出部６ａの半径方向の数は、１つでも良い。複数の空気流入部４ａと対となる空気流出部６ａの数や形状や配置は、羽根車１の要求仕様によって、変更しても良い。例えば、空気流入部４ａの断面形状は略半円や、略Ｕ字と略半円の中間の形状でも良い。
【００２４】  以上は、送風用の軸流羽根車として説明したが、空気流入部４ａを空気流出部６ａに変更し、空気流出部６ａを空気流入部４ａに変更すれば、風力発電用の軸流羽根車としても、用いることが出来る。
【００２５】  上記実施形態にて説明した構造から導かれる作用効果は、以下の他の実施形態における同様の構造からも導かれる。
【００２６】  （第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態を、ここでは風力発電用の軸流羽根車として、図５から図７に基づいて説明する。図５から図７に示すように、一方の面２に多数の空気３が流入する空気流入部４ｂと、他方の面５に多数の空気３が流出する空気流出部６ｂを備えている羽根車１が、紙面の上から、空気３が太い矢印で示しているように流れる時、羽根車１は回転軸７を中心に反時計方向に回転する。以下の説明では、空気３が流入する一方の面２を「流入面２ｂ」、空気３が流出する他方の面５を「流出面５ｂ」と言う。第１の実施形態と同様の部分には、同符号を付して説明する。
【００２７】  流入面２ｂと流出面５ｂを分ける分離面８は、分離面８に設けられた円筒９によって回転軸７に固定されている。分離面８に設けられた空気流入部４ｂは、２つの円弧１３、１４と回転軸７を中心とした２つの放射状の直線１５、１６で囲まれた形状をした開口面１０ｂを有し、開口面１０ｂと略直角方向の形状は略Ｕ字で、羽根車１の回転方向に向かうに従い、断面積が小さくなる形状をしている。図５に示すように、半径方向の複数の空気流入部４ｂの数は同じのため、複数の空気流出部６ｂの開口面１０ｂの面積は半径に比例して小さくなっている。この理由は、複数の空気流出部６ｂから流出する空気３の速度（風速）を同じにして、空気のエネルギーを有効に利用し、かつ羽根車の回転方向の後に配置された空気流出部６ｂが、回転方向の前に配置された空気流出部６ｂからの空気３の流出を出来るだけ妨げないようにするためである。
【００２８】  流入面２ｂの複数の空気流入部４ｂの開口面１０ｂから流入した空気３は、空気流入部４ｂの周囲の壁面１２ｂで、空気の流れる方向を曲げられて、流出面５ｂの複数の空気流出部６ｂから、時計方向に流出するため、羽根車１は反時計方向に回転する。複数の空気流入部４ｂの開口面１０ｂの面積が大きくかつ数が多いため、空気３の速度（風速）が低い場合でも、流出面５ｂから多量の空気を流出することが出来る。つまり、流出面５ｂからの風量を多く出来る。また、空気３の速度（風速）が低い場合でも、羽根車を回転させることが出来るため、発電機を電動機として駆動する駆動回路を設ける必要がない。
【００２９】  図示の例では、複数の空気流入部４ｂの周方向の数は同じであるが、半径が小さくなるに従って、空気流入部４ｂの数を少なくしても良い。また、半径の小さい羽根車１では、複数の空気流入部４ｂの半径方向の数は、１個でも良い。複数の空気流入部４ｂと対となる空気流出部６ｂの数や形状や配置は、羽根車の要求仕様によって、変更しても良い。例えば、空気流出６ｂの断面形状は略半円や、略Ｕ字と略半円の中間の形状でも良い。また、複数の空気流入部４ｂと空気流入部４ｂに連通する空気流出部６ｂは周方向に半ピッチずらせて配置しても良い。また、直線１５、１６は、その延長部が回転軸７の中心を通らない角度に設定しても良い。
【００３０】  以上は、風力発電用の軸流羽根車として説明したが、空気流入部４ｂを空気流出部６ｂに変更し、空気流出部６ｂを空気流入部４ｂに変更すれば、送風用の軸流羽根車としても、用いることが出来る。
【００３１】  本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  本発明は、超小型から中型の羽根車まで、送風用でも発電用でも用途に限定されることなく広く利用することが出来る。
【符号の説明】
【００３３】  １  羽根車
２  一方の面
２ａ、２ｂ  流入面
３  空気
４ａ、４ｂ  空気流入部
５  他方の面
５ａ、５ｂ  流出面
６ａ、６ｂ  空気流出部
７  回転軸
８  分離面
９  円筒
１０ａ、１０ｂ  開口面
１１  底辺
１２ａ、１２ｂ  壁面
１３、１４  円弧
１５、１６  直線
【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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