JP2012137079A - Impeller - Google Patents
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- Y02E10/70—Wind energy
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an impeller for air blowing or an impeller for power generation, and relates to an impeller capable of generating power even at a low rotational speed and a large air volume even at a low rotational speed.
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。 In recent years, there has been a demand for an impeller capable of generating power even with low noise and low wind speed.
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。 For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-186893, in an impeller motor having an air intake port in the axial direction, a blade having a height larger than the thickness of the rotor is implanted on the outer peripheral surface of the rotor attached to the shaft. The air is sucked from the upper surface of the blade, and the air is also sucked from the upper side surface of the blade implantation portion via the rotor upper surface. According to this configuration, by reducing the thickness of the rotor, the air intake area of the blades can be increased, and the air volume can be increased.
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。 However, such a structure has a problem in that the size of the impeller in the direction of the rotation axis increases because the size of the blade in the direction of sucking air increases. The same problem occurs when applied to an impeller for power generation.
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。 The present invention solves such a conventional problem, and even for a blower impeller with a large air volume, the size of the impeller in the direction of the rotation axis is small, low cost, low noise, low air flow performance and high air volume performance. An object of the present invention is to provide an impeller and a power generation impeller capable of generating a large rotational force even at a low wind speed.
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。 In order to solve the above problems, the present invention provides a plurality of air inflow portions provided on one surface of a separation surface substantially orthogonal to the rotation center axis, and an air inflow portion provided on the other surface of the separation surface. A plurality of communicating air outflow portions.
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。 In the present invention, the air inflow portion is provided with an opening surface such as a substantially U shape or a substantially semicircular shape on a surface substantially orthogonal to the rotation direction of the impeller, and the rotation direction of the impeller from the opening surface of the air inflow portion. The cross-sectional area becomes smaller as it goes in the opposite direction, and the air outflow portion has an approximately isosceles triangle shape, and the base of the approximately isosceles triangle shape is in the rotational direction of the impeller. .
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。 Further, the present invention is configured such that the air inflow portion has a substantially isosceles triangle shape, and the bottom of the substantially isosceles triangle shape is opposite to the rotation direction of the impeller, and the air outflow portion is the rotation of the impeller. An opening surface such as a substantially U shape or a substantially semicircular shape is provided on a surface substantially orthogonal to the direction, and the cross-sectional area is configured to decrease from the opening surface of the air outflow portion toward the rotation direction of the impeller. Yes.
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。 Further, the present invention is configured such that the air inflow portions adjacent to each other in the circumferential direction of the impeller are located at a position that is different from the radial direction by approximately a half pitch.
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。 Further, according to the present invention, the air inflow portion of the separation surface is surrounded by two substantially straight lines opposed to two opposed arcs, and the air inflow portion becomes smaller in cross section as it goes in the rotation direction of the impeller. The opening surface of the air outflow portion on the surface substantially orthogonal to the rotation direction of the impeller is configured in a substantially U shape or a substantially semicircular shape.
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。 Further, according to the present invention, the opening surface of the air inflow portion on the surface substantially orthogonal to the rotation direction of the impeller is configured to have a substantially U shape or a substantially semicircular shape, and the air outflow portions of the separation surface are opposed to two substantially opposite surfaces. In the shape surrounded by two substantially straight lines opposed to the arc, the air outflow portion is configured so that its cross-sectional area increases as it goes in the rotational direction of the impeller.
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。 Moreover, the present invention is configured such that the number of air inflow portions adjacent to each other in the radial direction of the impeller decreases as it goes toward the rotation center axis.
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。 Among the inventions according to the present application, the inventions according to
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。 Further, among the inventions according to the present application, the inventions according to
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。 In addition, among the inventions according to the present application, when the inventions according to
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(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。(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. 1-4 as an axial-flow impeller for ventilation here. As shown in FIGS. 1 to 4, the
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。 A
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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of
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。 The
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。 In the illustrated example, the number of the
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。 Although the above has been described as the axial flow impeller for blowing air, if the
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。 The effects derived from the structures described in the above embodiments are also derived from similar structures in the following other embodiments.
(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。(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 5 to 7 as an axial flow impeller for wind power generation. As shown in FIGS. 5 to 7, the impeller includes an
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。 A
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。 The
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。 In the illustrated example, the number of the
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。 The above has been described as an axial flow impeller for wind power generation. However, if the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
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。 The present invention can be widely used from ultra-small to medium-sized impellers without being limited to the use for air blowing or power generation.
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DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010294849A JP2012137079A (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Impeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010294849A JP2012137079A (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Impeller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012137079A true JP2012137079A (en) | 2012-07-19 |
Family
ID=46674664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010294849A Pending JP2012137079A (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Impeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012137079A (en) |
-
2010
- 2010-12-24 JP JP2010294849A patent/JP2012137079A/en active Pending
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